|
8 Y5 f- f: ]5 o" I! 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。
6 S4 }2 {$ [1 A6 U0 q7 o# J# ? 4 F2 H* C9 N& E% o9 K
! b7 Y2 ^' }% H$ n
钛合金 7 ~( h& Z; r: F1 V2 x" u9 }7 X
; F: E- ?- h; H$ `* j+ e7 D 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。
2 j- U, b/ [/ T' Y- F 钛合金有多难掌握
& D2 z7 {8 k: s& C/ C' K& l 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。
* F0 E. F8 J4 A( ^# z# O* |
5 a3 U- F" r% j: v 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。 , {$ J) r2 }3 ^( M: P- O+ b
# V m. x: c" e! Q* o7 h9 I
* s2 ^$ a6 D! K! N. ~ 切削工艺
8 o0 u, x! X8 k$ ?1 B' G! d9 `
c; m1 Q( u3 m; C0 _ 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。
' a" D5 t4 R. R% B( N
" Q% Y _: C0 ]9 a$ ^1 ^4 V0 |; Y w $ r4 N0 C$ p* O
焊接
$ V5 ^% e9 ^# [% ?! M S
0 k2 m& S% p& ~2 [: l" @ M- W 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。
( U! R3 P. u0 I+ `7 u % X) g7 W5 F( j/ j
% V4 k# E" j7 G
飞机发动机
& \) O5 Y6 P- X( ]% S
1 X1 c/ D4 H7 p5 s1 u f$ J 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。
' Z6 |- `1 M+ X Q4 l6 c 我国钛合金的使用
+ D& k3 {+ }! w; q 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。
# X7 ^- L- w+ o6 E. k" R$ P 7 x8 ]5 ^' T0 }! K- P% Y
`. a6 ^, F. r4 p3 j
歼20
$ d3 [% G1 K2 ]# }
& H1 t1 M+ v+ B9 W+ K' n: U' C 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。
: ?* \1 L' e' I8 |2 S$ k * R1 A3 m: i- }7 z% U9 s
' q" @" m0 F+ ] i 钛制造 9 M; Y" G' Z4 m) J2 k/ Y
* j9 k6 O$ {0 d$ A 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。
* w% x# N( P5 Q8 b' Y) [; E5 Y( X/ z
# V' J6 o4 s5 q! ~
2 z2 E: O& C! _, E2 J# M" Y2 \ 奋斗者号深潜器 ; }+ i# P+ h5 n% z
: w [# Y. c, f 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。 6 l4 o, g5 k4 J4 r
. P" D" X n2 d' J
: I7 T% T& |8 y4 C 3D打印
! \! ~6 z. R1 s5 j 4 D6 ^# K, U- J
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。
$ I3 i' k3 w2 H( l 总结
* b& Y( d$ ~1 U* Z8 L) Y 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。
$ \$ }9 Q/ _! G% E+ ]
# E$ E3 x$ a7 w& \ l" C4 P3 f& i k+ {7 g
/ \% ^& e; z( `: o2 o
+ s9 T r7 J9 E | 
