為什么聽到鈦合金都覺得很牛，它有什么神奇的地方

機極級技

我們在一些電視節(jié)目或者網(wǎng)絡上，經(jīng)常能看到介紹建造航母有多么的燒錢，這是因為航母的建造需要涉及到很多技術領域和相關的材料，所以說建造航母光有錢還不夠，還需要有強大的工業(yè)基礎和材料研發(fā)能力。

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圖片來源：pixabay

曾經(jīng)有報道說航母甲板上一顆鉚釘就能換一輛轎車，可見有多燒錢，這種鉚釘也不是普通的鉚釘，它是用鈦合金材料制成的鉚釘，這種昂貴的鈦合金鉚釘并不是滿甲板都是，也只有在起落戰(zhàn)斗機的地方才有。

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因為戰(zhàn)斗機在起飛時會噴出超過1000攝氏度的高溫氣體，這就需要對甲板有耐高溫的要求，而對耐高溫材料的焊接技術又不成熟，所以甲板之間的拼裝就需要靠鈦合金鉚釘來完成。

鈦合金是以鈦為基礎加入了其它元素組成的合金，鈦合金材料具有質(zhì)量輕，強度大，彈性小，耐高溫和耐腐蝕等特點，主要用于航空發(fā)動機，火箭，導彈的部件，（普通工業(yè)也會用到鈦，鈦的等級也有很多，不同行業(yè)根據(jù)要求會選擇合適等級的鈦。）

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鈦合金是比較年輕的一種金屬，從被研發(fā)出來到現(xiàn)在也就六，七十年的歷史，進入20世紀后傳統(tǒng)的鋼鐵和鋁已經(jīng)不能滿足航天航空，航海等領域的需求，在1954年由美國公司研發(fā)出了鈦合金材料。

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每當說起一個產(chǎn)品的材料采用了鈦合金時，就會吸引很多人的眼球，因為鈦合金這種材料特別的貴，在很多人眼中鈦合金都是高檔金屬材料的代名詞，這么金貴的材料一般都是用在航空發(fā)動機上，它還是一些尖端武器裝備的最理想材料。

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但事實上，組成鈦合金這種材料的主要金屬鈦并不稀有，在地球上鈦元素的含量占到地殼總質(zhì)量的0.45%，僅次于鐵，鋁，鎂等金屬元素，目前已知的鈦礦物種類就超過了140多種，儲量也是很豐富的。

在自然界中鈦存在于鈦鐵礦和金紅石等礦物中，純鈦呈銀灰色，同時它也是一種輕質(zhì)金屬，鈦的密度只有4.54克每立方厘米，熔點在1668攝氏度，具有可塑性。

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而真正讓鈦備受追捧的還是它本身具有的特性，作為一種輕質(zhì)金屬，在所有元素中，鈦的重量與強度的比例最高，重量比鋼輕44%，但機械強度卻與鋼差不多，比鋁強3倍，鈦擁有極強的抗腐蝕能力，與鋁相似的是鈦在常溫下表面也會覆蓋一層致密的氧化膜。

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其無毒，無磁的特點也很適合于工業(yè)生產(chǎn)，液態(tài)鈦幾乎可以與所有金屬相溶，因此可以與多種金屬形成合金，通過加入一定比例的其它金屬元素，可以讓冶煉出來的鈦合金在保證重量輕，強度大，耐腐蝕特性的同時，還擁有更大的強度或者更強的耐高溫度性能，甚至還擁有記憶能力，鈦是與人體最相容的一種金屬，在醫(yī)學領域也有使用，比如心臟支架，骨科鈦板等，日常生活中一些眼鏡框，手表框，還有一些體育用品也會廣泛使用鈦合金。

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8 g1 f7 d  z3 G0 ?& [4 u( t! F有人就疑惑了，鈦這種金屬也不稀有，而儲量又那么多，為什么鈦合金還那么貴重呢？

這就會涉及到金屬的冶煉技術，鈦合金對冶煉環(huán)境及其苛刻，鈦在高溫條件下化學活性小，所以冶煉鈦合金必須要在高溫下進行，一般情況下鈦合金冶煉溫度要在800攝氏度以上，并且還要在真空的環(huán)境下操作，這個冶煉環(huán)境相對于鋼鐵等金屬要高很多，正所謂物以稀為貴，久而久之鈦合金就成了所謂的稀有金屬，這就導致了它的價格居高不下。

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雖然鈦合金的產(chǎn)量低價格貴，但并不代表用得少，特別是各國在一些尖端武器裝備和國之重器上對鈦合金的使用也是很豪放的，據(jù)透露，中國殲-20使用的鈦合金大約占機身重量的20%，這些鈦合金主要用于機身的結(jié)構(gòu)材料。

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目前鈦合金材料在航空航天工業(yè)中應用是最多的，所以也將鈦合金叫作“空間金屬”，它重量輕，強度大又耐高溫，特別適合制造航空航天器，很多以前使用鋁合金的部件都改用了鈦合金。

隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在飛機的最高航速時是音速的3倍以上，這么快的超音速飛行，會使飛機與空氣摩擦而產(chǎn)生大量的熱，一般當飛行速度達到音速2倍以下時機身用鋁合金就可以了，當飛行速度達到音速的2倍以上時，鋁合金就經(jīng)受不住了，就必須采用耐高溫和性能更好的鈦合金，當飛行速度超過音速的3倍時，機身就要使用更多的鈦合金。

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一些攻擊核潛艇的內(nèi)壓艇殼，魚雷艙等部件都是用鈦合金打造，鈦合金材料無磁，耐腐蝕，強度極高，可以有效的抵抗炸彈的沖擊波，還有就是能夠下潛得更深，例如我國“蛟龍?zhí)枴陛d人艙就使用了鈦合金材料，能夠下潛到7000多米的深海，這就相當于每平方米要承受7000噸的壓力，壓力大得驚人啊。

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現(xiàn)在各國除了在航空，火箭發(fā)動機，潛艇，戰(zhàn)機等高精尖設備上大量使用鈦合金外，在常規(guī)或者單兵裝備上也廣泛使用鈦合金，例如榴彈炮，防彈頭盔等。

目前世界上鈦合金技術最強，應用最多的就是美俄中，而中國的鈦礦儲量世界第一，約占世界總儲量的28.9%，其中鈦鐵礦儲量約為7.2億噸，占全球鈦礦的92%，金紅石儲量約為4700萬噸，二者合計儲量約7.67億噸，這應該就是所說的家里有礦，對于鈦合金的冶煉和加工也已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，所以說鈦合金在中國各領域的廣泛應用已經(jīng)不存在原理和技術問題了，相信未來鈦合金這種“空間金屬”不再只是航空航天領域才會使用。

gemiusunyi

就好奇，民企能用上么？

加肥貓devil

gemiusunyi 發(fā)表于 2022-11-14 16:30
% ]; W* s2 _( h就好奇，民企能用上么？

* Z2 u! S# E+ D( V, F& J% V鈦合金現(xiàn)在已經(jīng)很便宜了，你去淘寶搜棒料板材都有賣的。
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gemiusunyi

加肥貓devil 發(fā)表于 2022-11-14 17:13
& e7 H2 \: R8 r$ N  Y# C鈦合金現(xiàn)在已經(jīng)很便宜了，你去淘寶搜棒料板材都有賣的。

/ p% c! P) r( C( {- M% ^: f  O關鍵是加工，一般的CNC廠用的銑刀都是能切的動么？

加肥貓devil

gemiusunyi 發(fā)表于 2022-11-14 17:19
關鍵是加工，一般的CNC廠用的銑刀都是能切的動么？

可以的，鈦合金很軟的啊，很容易加工的，沒你想象的那么硬，事實上普通的鈦合金制品，隨身攜帶都會有很多劃痕出來的。

童子智少

我們公司就有在用啊

LB老沈

以前上班，無意中得到一個直徑7毫米，長度五六百毫米的鈦合金棒。拿來做啥呢？做一個釣魚的支架吧，又輕又不會生銹。誰知彎不動！寧折不彎！無奈拿回家給老媽做通火條吧，一直用到老媽不在，用了十幾年不損耗。
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尹志春

太扯蛋，要不是我以前天天加工鈦，就給你騙了 ，鈦密度是4.8，鋼7.8，鈦的強度，不如合金鋼，強度不如合金鋼，疲勞強度不好合金鋼（就是壽命低、)不信可以查客機用鈦螺絲，因為斷裂掉了幾架，最后換成合金鋼。鈦這玩意大家可以看一下生產(chǎn)過程，就明白，用CR12做模具，可以沖壓鈦，用鈦做模具能沖壓CR12嗎，這一對比CR12明顯比鈦強度高，硬度高。大家在網(wǎng)上所謂的鈦做潛水艇，軍用上，無磁才是關鍵，
! n3 M; w0 p, H; w: Z科普一下，現(xiàn)在汽車發(fā)動機用鑄鐵和鋁，車廠都宣傳鋁好，實際上鋁降了便宜全是缺點，缺點有，強度低，易腐蝕（生銹），耐溫差，易變形（漏油主要原因就是變形），散熱快（這個是缺點不是優(yōu)點，發(fā)動機是熱機，他要保住溫度才能達到最佳工作狀態(tài)）鑄鐵除了貴，一般比鋁貴1-3倍，優(yōu)點有不變形，強度高，耐腐蝕 ，耐 高溫，耐磨，所以用鑄鐵做的柴油發(fā)動機，缸壓可以很高但并不漏油，壽命也長，400W公里以上，關于重量，這更扯，大家可以看一下輪胎，鋁的厚度20左右，鋼的3MM，實際3MM的鋼的強度比20厚的鋁還高，可以參照大貨車，壓20T沒壓力，
汽車發(fā)動機車廠都在宣傳鋁好，實際上這是資本的原因，連輪胎都是鋼的好，不要扯什么鋼不漂亮，鋼鍍硬絡能不亮。關鍵在于成本，成本才是關鍵，包括現(xiàn)在宣傳的鋁保險杠，各大車評人都在說鋁高檔，這也是扯蛋，車廠是因為鋁便宜才用鋁，包括車底盤，鋼件從強度，壽命，鋼性，都完勝鋁。重量也輕，但底盤用熱鍛件和用鑄鋁件，鑄鋁件明顯成本低于熱鍛

鑄林邀風

尹志春 發(fā)表于 2022-11-15 09:08
太扯蛋，要不是我以前天天加工鈦，就給你騙了 ，鈦密度是4.8，鋼7.8，鈦的強度，不如合金鋼，強度不如合金 ...

8 J; F8 ^" K& S  r車用的應該是鋁合金比較貴吧，之前不是國產(chǎn)的奔馳簡配把鋁合金的引擎蓋換成鋼的么，不是說明鋁的貴么
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尹志春

鑄林邀風 發(fā)表于 2022-11-15 13:23
* ~  D: E; E9 H9 b車用的應該是鋁合金比較貴吧，之前不是國產(chǎn)的奔馳簡配把鋁合金的引擎蓋換成鋼的么，不是說明鋁的貴么

資本宣傳，資本為了省錢，所以用鋁，當然要找人說鋁貴，你可以這樣看，鑄鐵有什么不好，耐 磨，耐高溫，抗震，強度高，這 些都是鑄鐵的優(yōu)點這些也是發(fā)動機要的優(yōu)點，對廠家來說，缺點就是貴，對生產(chǎn)技術要求高，對設備要求高，對工藝要求高，機加工也困難，還有就是鑄鐵發(fā)動機壽命太長，對廠家也是危害廠家利益。以技術的角度，你說一下鋁有哪些優(yōu)點，除了便宜，你又扯散熱好，發(fā)動機是熱機，他要散什么熱，熱都不夠用，說不生銹，這個太扯了，鋁在鑄鐵面前根本不夠看，鑄鐵井蓋，多少錢都是好的