|
# d6 X* U: ?+ \/ u
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。 / R+ I) A+ S; P. B
; O' Z1 n7 Y0 q! D, o+ d
& Z/ X% n' Z9 n 钛合金
/ @ V& @. z. t6 [. ? ; Y+ V+ g7 M& |' C( o% W
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。
( Z; A$ {; r- Y3 q& U 钛合金有多难掌握
6 P; m2 v1 i( ?# u# c 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。 1 X c& ^; Q0 W5 J
8 F6 [ n5 g- \2 F- U; _4 U9 c 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。 - Z/ I4 H# @/ I( v3 H% g6 K
9 V: \+ u) [% I- `
, ~/ ^7 ^, a" t; w* | 切削工艺 1 ]; h. e% ~/ F# o3 f' _0 o, p6 |
* V) C. d8 R5 o3 g 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。 ( U( {$ T" \& h7 V( t4 s: I
7 f$ Z% _, ?4 k3 Y " q: S' L% L* c( M4 o
焊接 f' p; {8 V' N8 Z8 S
, F7 T( a/ `/ f; H1 P& F
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。 0 I, S1 n! d2 L0 T- e1 p; v( U
8 x0 w4 B. g; m2 i N& {8 u, |. s
( w$ @0 h1 D8 J$ n W7 v8 O
飞机发动机
( s6 r. d: t& W2 p7 g6 j2 ]2 `
1 m, C& \; H4 F$ F 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。
# J$ s$ G' A/ ^5 U* I3 f) G% Q; j 我国钛合金的使用
3 v9 N- T3 u* D+ m8 y6 ? 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。
! |/ l& z2 T- a% W s4 Q5 ^1 J
' S; X0 n9 `1 b; t, H u/ Z " g- R5 Z7 e R1 X
歼20 $ m" F( A: x2 Q; N' c' `. F1 F
: j% C, s* U0 F2 z* ]. e% o 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。 + d7 l) ~* v- w) f. B
3 t9 n+ f" O2 ?3 k8 e0 P$ l5 a. w
2 a) v- p" f$ L" a: J, C1 H; p 钛制造
$ C& D/ `4 R3 U8 p ; H# a J) H2 o$ L2 @2 o+ 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。 ! |8 ~( O+ E* I) b1 c$ M- M$ r
' ]' _+ F1 B# W
" K: S' l- j1 n' Z# r0 l 奋斗者号深潜器
9 S$ H7 g, V* [# j$ _/ W$ n, I 9 s( \3 D8 t6 r& T+ I) W
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。 W$ ~4 X& O3 x
! T w0 a/ c; |: Q1 h% D2 F
{6 Y6 V; J9 g* W 3D打印
+ i* y5 u! c4 }! m4 \
# k9 X, Z0 F- U# H 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。 # C2 l( u, S5 ^2 Q- k
总结 ; v) g. K, ~9 w8 b) ^9 B- Z
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。 " Y* V$ P0 p; f/ Q
# ~) x! R+ {# O, C9 D/ K p
* w" n) w& K3 C3 z( m
v' V/ M+ b2 P6 n
& K' X0 J. _' L# D& t6 C' [ | 
