|
: R K# u; L$ |$ ^
随着科研实力的不断提高，我国已经掌握了钛合金技术。钛合金属于一种金属材质，是发展各项产业中必不可少的物质。钛合金技术要比铝合金技术还要难掌握，虽然一路走来十分艰辛，也有很多困难，但这些都没能阻止我国前进的步伐。现在我国的钛合金技术已经成熟，并且运用在航天领域、3D打印、潜水设备、医用领域当中。
4 |' h( B1 q. P* Y% S" }- A. X- a* a ; }# @6 Y, v3 F, I3 O- ]2 t
( r1 i0 |* v& d$ k- R 钛合金
: N' D& x6 f( y! [ 4 u) M9 R" {, s# s3 W& f, k: k
目前，我国的钛合金技术已经远超欧美国家，也打造出不少新式的产品。小编也想好好地给大家聊一聊钛合金技术的前世今生。
- r0 }: n! Y+ M) L 钛合金有多难掌握
. ^9 }* @9 u- I 钛是一种金属物质，而钛合金就是由多种钛加工组合在一起的合金金属。我国钛储量也是世界第一。钛合金的密度小、耐高温、抗腐蚀性强，是一种新型的很有发展潜力的结构材料。钛合金不仅强度高，硬度也高，其次就是弹性模量低，还可以在高温下保持良好的机械性能。它的耐热性要比铝合金、铜合金还要更甚一筹。钛只有在500℃的高温下才会产生变化，它的表面会出现一层薄薄的氧化钛膜，这层膜可以很好地保护钛合金不受腐蚀。
3 m/ X; O+ A( b) A5 {. V' K7 X ; W, ~) A) w) G, j- I
由于钛合金强度高，硬度大，所以在进行加工的时候，使用的加工设备也必须拥有很高的硬度，可以采用切削、磨削、挤压、锻压、铸造等工艺手段。钛合金的加工也十分复杂，以切削加工为例，在切削的时候，会先切削成小块钛合金，因为每块钛合金中的热量都不容易消散，而且这些热量会聚集在切削刃周围，大量的聚集让切削的温度升高，因此钛合金切削的温度要比其他金属物质的切削温度还要高。由于钛合金含有特殊的化学性质，在高温中很难进行切削，因为很容易受到空气中的其他不明元素的影响，会让钛合金表面变得很硬，还会损坏切削材料，严重的情况还会导致切削刀刃破裂。
8 C6 M1 {# k" l! Q3 M# H3 ]" \
' x& H3 D' B1 A' Q& B% i& g
8 b! ~* b F% ?- V1 t# p1 N 切削工艺 l- |7 l, s- g8 G9 N% O3 D
7 n: f4 ~* P& O; r/ Y* l+ s
钛合金需要极其复杂的加工工艺才可以完成，特别是成块的钛合金更是少之又少。焊接钛合金就是一项艰难的小任务，钛合金在焊接的时候特别容易产生熔点高的氧化膜，这种氧化膜的还具有吸附能力，能够吸附大量的水分。而且，在焊接的过程中也很容易产生渣块，还会出现气孔或者熔合不成功的事情。就像我国的奋斗者号这样大型的机器设备，也是采用了钛合金材料，因此将它们焊接在一起就需要花费大量的时间。此外，还得考虑到焊接过程中会与空气中的其他气体发生反应，从而出现裂纹，气孔等，所以制造钛合金是一项充满挑战的事情。 8 Q3 [7 r- y6 S( r u! z) A
7 ^$ D; B, J1 N6 ~6 K/ X 2 x( d' L; c; h& i: {/ Y- U
焊接 % d$ ~8 b) j7 M4 \5 g
0 c; \) O* b( S2 X. J3 a
不过，目前我国的钛合金技术已经成熟，在航空航天建设中的作用十分突出，就连制造火箭、制造导弹中都会有钛合金。钛合金的强硬度已经远远超越了铝合金、铜合金等其他合金金属物质。因为钛合金耐高温，所以在飞机的发动机里也使用了钛合金材质，有了钛合金的出现，就算发动机产生较大的热量也不会出现机器事故，因为钛合金可以在500°的高温下保持正常运作，因此钛合金正好适用于飞行器上面。 : t7 w- o* v" {- V3 j4 v. q8 L
- h" W( f) i$ t
$ L# k# f3 F- Q, z 飞机发动机 ) l5 _+ i- l" J& r# t! ~7 v
+ K4 [ O' T- {6 a 许多金属材质都会接受浸泡的考验，但往往禁不住长时间的考验，时间一长都会出现生锈的现象。但钛合金就完全没有这样的情况发生。用钛合金制造的深潜器，就可以在水下完成工作任务。其抗蚀性远胜于不锈钢的材料，我的奋斗者号潜水艇就采用了这种钛合金。
& c6 e! ^" v" p! v$ p; ? 我国钛合金的使用
8 `. u4 j4 }! o2 \( r2 h 早期虽然我国拥有丰富的钛和钛合金技术，但是在技术水平上还是不太先进，就连打造潜水艇采用的钛合金技术也是从国外学来的。但是，现在不管是潜水还是航天等各个行业中，需要使用的钛合金技术都是我国自己的。有了钛合金的出现，让我国航天事业和潜水事业发展得越来越好。现在我国钛合金技术中的低温钛合金研发和应用处于世界领先水平。而且我们的钛合金材质已经可以很好地满足航天飞行器的各种需求。 : }" O% C, z9 v& ]- `
$ k7 O% w7 b, |
3 q% H$ ]3 E, p S0 N2 m 歼20 4 Y5 m9 t& z" Z8 P( x
+ |" `% J2 X- l s& ]$ v2 H$ Z
目前，钛合金被广泛地应用在各个领域。钛合金技术可以分为真空冶炼，等温锻造和冷成型技术，最后还要进行表面处理。因此，得到的钛合金成品价格通常比较昂贵，不过慢工出细活，贵也有贵的道理。在我国拥有的自然资源中钛并不是一个稀有物种，我国的钛资源总量9.65亿吨，居世界之首，占世界探明储量的38.85%。而我国的钛合金技术是经过漫长的学习和多次实验结果，才总结出现在这样成熟并且先进的钛合金技术。
% e4 @; [; ]% X1 |' }' V 0 a& c: M2 T5 S) Y0 Z0 Y7 T
( ^* J' d) @$ F% u# b! j, z. H
钛制造
# F5 m" f$ r' e3 t
4 F4 ^$ w. I) n; N 现在我国已经完全掌握了钛合金技术，现在我国正在过渡到创新与防治相结合的新阶段。钛合金不管是面临高温还是低温的情况，都可以迎刃而解。其中：奋斗者深潜器、战斗机歼20、战斗机歼30以及3D打印等各种领域行业，都采用了钛合金技术，而且用的还是我们自己的钛合金和钛合金制造技术。
- \; Y. r' ^7 v5 t \. {; G
; w& l5 T, i- Q+ |5 ]
; k# c7 z% f* [# q, B) H5 m- B6 n2 r" X 奋斗者号深潜器
5 L# q4 w' ~1 F% l
% J& y# d2 E, F) D" s: i 文章中也介绍过钛耐高温、韧性强，不过它还有最重要的一个特点就是无毒无害。因此在医学领域也采用了钛合金，并且融合了3D打印技术，这是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。通过3D打印技术打印出来的骨头，可以用在骨科辅助手术中或者骨置换体中，3D打印出来的骨头就跟人骨几乎是一模一样，根本看不出有什么区别。
/ T9 N0 P, O \0 H8 i9 m + j" Y3 T- j7 C: b! @& i3 X" |
% \1 T4 n- A x0 l- K0 ~* C
3D打印
- Z, }" f1 V0 G2 j 5 T# v: N& x. I. Q( i! c3 `
我国的钛合金加工技术，是一步一个脚步走出来的，虽然经历了漫长的发展道路，但是发展结果还是令人骄傲的。 9 e/ ?9 n3 L' q) q3 ~
总结
% w" Y! ~' W9 y8 W1 S, p 钛合金现在不仅是航空航天技术需要的，还是医疗、军事领域所需要的，有着广阔的发展前景。 + U* k' W5 Z0 r
$ }) c9 b1 d& t& e( t
+ S6 @6 ~8 @0 E8 b, b% B# i8 I" ^- a2 w" I
Q. t: l0 h" o. ]/ [- E | 
