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钛助推航空航天产业发展
2021-01-15 08:48:58   来源:中国有色金属报    点击:

 
责编·作者:王祝堂
 
  钛产业是随着航空航天工业的发展而兴起的,没有钛合金也就没有今天这样兴旺发达的航空航天产业,这没有夸张,因为没有高温钛合金就造不出威力强大的航空发动机,超音速飞机就很难面世了。因为钛具有一系列优点,首屈一指的是密度适中,为4.51g/cm3,是钢的57%,只比钢的一半大一点点,比铝的2倍还小一点点,强度却比铝的大3倍,在常用的结构合金中,钛合金的比强度最大,是不锈钢的3.5倍,铝合金的1.3倍,镁合金1.7倍,仅这一点使它成了克克必较的航空航天器结构不可或缺的材料。
 
  另外,钛还有四高一无的优点,抗蚀性高、耐热性高、屈服强度高、低温性能高。钛在海水、湿氯气、亚氯酸盐、硝酸、铬酸、金属氯化物、硫化物与有机酸等中有很高的抗蚀性;钛合金在500℃的高温下仍保持着相当高的力学性能,有些钛合金在低温下既有高的力学性能,同时还有高的塑性与韧性;钛合金有很高的屈服强度,如Ti-6A1-4V合金的抗拉强度960MPa,屈服强度892MPa,仅相差58MPa;钛及钛合金无磁性,而又有高的强度性能,是制造潜艇壳体的绝佳材料。
 
  当然,钛及钛合金并不是集优点大成的材料,它们也有四个不足之处:一是热导率低,仅为钢的1/5,铝的1/13,铜的1/15;二是弹性模量小,它的弹性模量仅为铁的55%,作为结构材料来说,弹性模量小可不是一件好事;三是在高温下易氧化,与氢、氧易结合,因此,焊接时须用氩保护,钛管与薄板宜在真空中热处理,锻件应于微氧化气氛中热处理;钛及钛合金的抗阻尼性能低,也是其缺点。
 
  1950年,美国用工业纯钛制造F84战斗轰炸机的后机身隔热板、导风罩和机尾罩等非承力件,开钛在航空器上应用的先河,自此以后,钛合金在航空航天器上的应用与年俱增。
 
 
 

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