|
4 j# r; z6 I V" S" 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。
9 J, d& @: R/ A: ]4 Q1 c* u; J
4 S9 Z6 J$ Q* `. w- B
0 ?, k1 w" n% R, x 钛合金 ) T( {6 z1 s5 x( `4 ?
* b/ r+ {' M7 y8 s 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。
f5 t: @" K4 C9 U6 A 钛合金有多难掌握
x5 {, ?2 a5 ?8 d+ p# v y 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。
, M4 Z; H5 g- h: q5 B 5 y6 \6 r4 F- ^, w
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。
1 j h# n( z( G5 t0 ]" A
% N* f" B: R6 D, D: N# x- k$ A! X
. m1 W! a z) K 切削工艺 " d7 R( g& g8 q6 \' ?9 f" r
" o. G. f8 w* {$ D6 T
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。 % I) t9 H- \& C) o9 Y4 W! X
2 w2 I6 Y5 c! Z" } 1 [8 b, h* \: r
焊接
( s' n. j+ w% L9 c0 K: Z 0 x$ ]. s* o9 l# D7 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。 ! e& d# c* D, ?8 K2 C
( M8 ~" \. j/ l6 c
4 [/ s9 |2 g# j7 I* w8 M 飞机发动机
3 p8 s' A) E5 Q3 T$ _3 z + |& Q Q$ S! _! ?
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。
, o3 h, a. Y0 A% }+ [ 我国钛合金的使用
$ X3 o5 u/ O* K. P$ [ 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。
2 `0 T- D: s& d3 C2 } x' a/ z 7 b( R+ w- D+ b8 K9 G$ T4 w* S, O
9 N2 U0 J- S, Y 歼20
/ W, v H$ t: S/ f# Q) _$ { ' P& D' Q1 Q* c- k
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。 , \7 n1 ?0 ~( Z C) {9 _6 }
' |9 V7 ]+ o. _. J) T
2 ?; R2 i, w" H5 k6 Z 钛制造
, B6 N; t' ?2 F/ Z" e! F
$ D% u" e" I' h+ `: { 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。
5 r- j5 O/ \, n. H- O4 ~ h
; d, x j+ u) [$ V; M7 w
5 T$ p3 ]5 c% C 奋斗者号深潜器 , _+ G2 c0 w+ J+ j* G5 H
2 l. \6 u5 B$ @5 E5 ]% Z6 m7 p 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 S: c q# Y# r
% D5 e) ^. M+ w, X6 j* t% `
; E9 Q( i ]& K) O 3D打印 " G5 B" k& s' B7 X# a! d& l
7 d$ p6 }* A3 P& |
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。
w+ g7 v# g: Z& I E F0 } ^ E5 h 总结 & w' X3 n- g6 ^/ E
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。
0 G. a2 e) u! V6 c3 b4 |
" ?4 ~" J% H4 X
5 `' ^& R6 f; W4 m' g0 A2 t% n
\* `0 \2 g8 Q0 w" ]
% X( W2 {9 `! c. ~ | 
