俄羅斯在鈦合金技術方面如何

A. 金屬鈦為什麼不能被廣泛的應用

鈦的原子序數為22，是一種難熔金屬，廣泛用於航空航天和製造業，具有堅固輕巧的特性。你知道下面關於鈦的知識嗎？

強度是鋁的兩倍

鈦的強度大約是鋁的兩倍，對於需要使用高強度金屬的高應力應用，鈦是無法被替代的。盡管鋼的強度與鈦相當，但鋼卻比鈦重約45％。

鈦不僅輕巧，而且堅固耐用，並天然抗腐蝕。鈦最初接觸氧氣時，會形成一層薄的氧化物，該氧化物可保護其餘金屬免受進一步腐蝕。一些金屬加工公司向鈦中添加其他金屬，製造出具有出色防腐蝕性能的鈦合金。

不是自然存在的

鈦不是自然存在於地殼中的，而是在金紅石、鈦鐵礦和蝶粉礦物中提取出的。

用於醫療植入物

鈦通常用於醫療植入物，因為它很少會被人體排鬧弊斥，被掘彎激認為是世界上生物相容性最高的金屬，能夠承受人體內部的獨特環境。與用於醫療植入物的其他金屬相比，它具有較低的排斥風險。

地殼只有0.63％是鈦

鈦是地殼中第九判襪豐富的元素，相對稀少。由於可用的鈦很少，因此生產的成本要高於其他金屬。當然，其獨特的特性——堅固、輕巧且自然抗腐蝕——使其在某些應用中非常值得投資。

熔點高

鈦也具有高熔點，達到1678攝氏度。相比較而言，鋁的熔點僅為660攝氏度，鐵的熔點為1538攝氏度。當然，鈦的熔點雖然高，與金屬鎢相比還是小巫見大巫，在自然形態下，鎢的熔點達到驚人的3380攝氏度。

B. TC4鈦合金的成份是什麼它的硬度能達到多少

Ti-6Al-4V（TC4）屬於國標鈦合金，執行標准「GB/T 2965-2007」

Ti-6Al-4V（TC4）兼有α及β兩類鈦合金的優點，即塑性好、熱強性好（可400℃在長期工作）、抗海水腐蝕能力很強，生產工藝簡單，可以焊接、冷熱成型，並可通過淬火和時效處理進行強化。主要應用於飛機壓氣機盤和葉片、艦艇耐壓殼體、大尺寸鍛件、模鍛件等。

Ti-6Al-4V（TC4）還具有良好的低溫工作性能。在-196℃以下仍然具有良好韌性，用於製造低溫高壓容器，如火箭及導彈的液氫燃料箱等。

Ti-6Al-4V（TC4）化學成分如下圖：

C. 冷戰時期蘇聯在哪些科技上領先於美國

57年蘇聯發射第一顆人造衛星 這就領先了美國幾年 但優勢很快就失去了 美國人先登了月球
像這樣暫時領先一點的個別領域還有很多
但在冷戰的幾十年裡 蘇聯基本能一直保持領先的領域並不多 印象中蘇聯在大規模應用鈦合金造船方面是一直領先美國 蘇聯在60年代就開始用鈦合金建造數千噸的核潛艇

D. 鈦合金的優缺點是什麼

一、優點

1、強度高，鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。

2、熱強度高，使用溫度比鋁合金高幾網路，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。

3、抗蝕性好，鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優於不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

4、低溫性能好，鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。

5、化學活性大，鈦的化學活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。

6、導熱彈性小，鈦的導熱系數λ=15.24W/（m.K）約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。

二、缺點

1、鈦及鈦合金主要限制是在高溫與其它材料的化學反應性差。此性質迫使鈦合金與一般傳統的精煉、熔融和鑄造技術不同，甚至經常造成模具的損壞。

2、鈦合金的價格變的十分昂貴。因此它們剛開始大多用在飛機結構、航空器，以及用在石油和化學工業等高科技工業。

E. 鈦合金有什麼好的在軍事上有哪些用處

2005年第9期輕金屬?51?鈦合金在軍事上的應用黃曉艷,劉波2,李雪(1.鎮江船艇學院,江蘇鎮江212003;2.鎮江高等專科學校,江蘇鎮江212003)摘要:欽合金具有重要輕,比強度高,耐海水腐蝕,無磁性等一系列優良特點.被稱為"太空"金屬,"海洋"金屬以及21世紀置有發展前景的第三金屬.對國防高技術和武器裝備的發展具有舉足輕重的作用.本文簡要闡述了欽合金在航空航天,艦船等軍事方面上的應用現狀.'關鍵詞:欽合金;應用;戰機;潛艇中圉分類號:823文獻標識碼:文章編號:1002—1752(2005)09—0051—03—..(1.,212003;2.,212003):,,,,21.—.?:;;:鈦合金具有很多優良性能:鈦的比重為4.5/.僅為普通結構鋼的56%.而鈦合金的強度可與高強度鋼相媲美;很好的耐熱和耐低溫性能.能在550℃高溫下和零下250℃低溫下長期工作而保持性能不變:很好的抗腐蝕能力,把鈦合金放在海水中泡上幾年.仍能保持光亮.此外,鈦的導熱系數小,無磁性.某些鈦合金還具有超導性能,記憶性能和貯氫性能等功能.因為這些優點,鈦金屬被稱為"太空"金屬,"海洋"金屬以及21世紀最有發展前景,繼鋼鐵,鋁之後的第三金屬.目前,鈦金屬的造價昂貴,使用最多的是航空航天,艦船,兵器等軍事工業部門.鈦合金在國防高技術和武器裝備的發展中佔有極為重要的地位.它能降低軍用飛機的重量,改善機動性能從而極大地提高其戰鬥力和生存能力;提高航空發動機的推重比;提高艦船搜索,發現,跟蹤和反監護能力以及減輕武器重量,延長使用壽命.正因如此,世界各軍事強國在其先進的戰機,導彈,核潛艇,兵器等武器裝備上都大量使用鈦合金,並有逐步增加的趨勢.本文就鈦合金在軍工中應用的幾個主要方面作簡要闡述1航空航天目前,鈦應用最活躍的領域是航空航天.就飛機而言,當飛機在天空作超音速飛行時,飛機表面受到空氣強烈的磨擦和壓縮,動能轉變為熱能,機體溫度也隨著升高.飛機的飛行速度愈快,機體溫度就愈高.在這種情況下傳統的鋁合金和鋼已經不能勝任了.鈦合金的出現給飛機克服熱障帶來了曙光.它能勝任飛機以3～4倍音速下的飛行.因而鈦合金受到航空航天界的特別關注.鈦在航空工業中主要用於製造飛機發動機和機身,具體部位如表1所示.表1鈦合金在航空工業中應用部位1.噴氣發動機機身壓氣盤,靜葉片,動葉片,機殼,燃燒室外殼,排氣機構外殼,中心體,噴氣管,機匣等防火壁,蒙皮,大梁,起澆架,翼肋隔框,緊固件,導管,艙門拉桿等表2美英對伊戰爭中,先進戰機所用鈦合金的比例2.美國在航空航天用鈦方面,其規模和技術都走在世界前列.美國於1954年研製出性能優良的鈦合金.在這之後,鈦合金在航空上的應用日益廣泛.?52?黃曉艷,李雪,劉波:鈦合金在軍事上的應用2005年第9期用鈦最多的當屬1959年秘密研製的"全鈦飛機"一71"黑鳥"軍用飛機,其鈦合金使用量占機體重量的93%.該機的飛行速度高達三倍音速,已突破熱障.20世紀80年代,美國飛機的用鈦量佔70%～80%,每年用鈦達1.3～1.9萬多噸,其中軍用飛機占整個飛機用鈦量的41%～70%【2_.在2003年美英聯軍發動的對伊戰爭中,美英的新式作戰裝備在這場戰爭中起了重要的作用.其中就有鈦合金的功勞,表2列出了各先進戰機中鈦合金所佔的比例.近年來,美國為了繼續保持它的空中優勢.正在發展下一代先進戰斗機.如投資共達2800億美元的一22"猛禽"戰斗機和一35聯合攻擊戰斗機().在未來的戰場上,一22戰斗機將與一35聯合攻擊戰斗機聯手,形成類似一15與一16的高低搭配.在一22上鈦合金的用量躍居首位(42%),結構用鈦36,2台發動機用鈦5;一35聯合攻擊機(正在研製),其結構用鈦10,單台發動機用鈦53.圖1是先進戰機結構材料變化的對比【4,與19世紀60年代研製的蘇一27和一15相比.鈦合金的應用在19世紀80年代研製的一22上擴大了許多.一22正是大量使用鈦材才保證了它的各項性能優異.這表明,鈦合金的比例隨飛機性能的提高而增加,鈦軍事應用的重要性不斷增長.襲暖圖1國外先進戰機用材量的比較10作為美國競爭對手的俄羅斯也一直注重航空航天上鈦材的應用.前蘇聯為了與美國的第三代先進戰斗機(稱""計劃)相對抗,而提出"先進戰術戰斗機()"計劃.其中計劃之一的蘇一27重型戰斗機為了達到高性能要求,在結構布局,材料應用上做精心設計.在幾乎未使用先進復合材料的條件下.主承力部件大量採用鈦合金(如圖1所示).目前,俄羅斯空軍正加緊改進,裝備和研製戰斗機,以提高空軍作戰能力.鈦合金除了在戰斗機上應用外.在火炮系統及其他飛行器等方面都佔有重要地位.為了最大限度減輕火炮重量,777式155榴彈炮大量使用鈦合金,在3多重的火炮中使用了960鈦合金材料,佔全炮重量的25.63%【5].最近,美國海軍於2005年3月初同英國的系統公司簽訂了一項全速生產777輕型榴彈炮的合同.由於大量使用鈦合金,使777全重減到3.75,比美軍現役7.2198炮減輕了將近一半,且整體尺寸較198降低25%,可用美陸戰隊最新服役的一22可傾旋翼飛機和空軍的一130運輸機空運,用輕型卡車或吉普車即可牽引【6】.由此可見這些航空航天器採用鈦合金後,不僅極大地提高其戰鬥力和生存能力,而且僅就重量減輕這一項來說,節省的能源也是十分可觀的.2艦船領域鈦合金優良的耐海水腐蝕性能,高的比強度,無磁性等優點,在艦船上的應用也相當廣泛.世界上一些國家很早以來就已開始研究鈦材在艦船領域的應用.從鈦合金在造船業中的使用規模和技術來看,俄羅斯遠遠領先於世界上其他所有國家.目前,鈦合金在艦船上應用的部位有[7--8:耐壓殼體,螺旋槳,管道系統,熱交換器,發動機零部件,升降裝置及發射裝置,聲納系統,系泊裝置等.鈦制耐壓殼體主要用在潛艇和深潛器上.水面艦船基本沒有採用鈦合金.潛艇,尤其是核潛艇,一直是前蘇聯海軍發展的重點.前蘇聯大量使用鈦材製造核潛艇外殼.其研製型號最為眾多的是攻擊型核潛艇.從20世紀60年代開始,前蘇聯

F. 鈦合金的應用

自1795年發現鈦至今已有200多年的歷史，但是由於鈦的熔點高、化學性質十分活潑，塑性良好的純鈦很難製取；鈦錠的冶煉需在真空中進行；製造工藝復雜，從而使得鈦及其合金長期不能廣泛用於工業生產。從20世紀50年代開始，由於航空航天技術的迫切需要，鈦工業得到了迅速的發展。現在，鈦及鈦合金不僅是航空航天工業中不可缺少的結構材料，在造船、化工、冶金、醫療等方面也獲得了廣泛的應用[1]。
鈦合金的應用決定於鈦及鈦合金的特點和對產品的要求。概括起來，鈦及鈦合金的特點有如下[1～4]。
①鈦的密度小、比強度高。鈦的密度為4510kg／m^3，介於鋁(2700kg／m^3)和鐵(7600kg／m^3)之間。鈦合金的比強度高於鋁合金和鋼。
②鈦合金的工作溫度范圍較寬，低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性，而耐熱鈦合金的工作溫度可達550℃左右，其耐熱性明顯高於鋁合金和鎂合金，如果克服了550℃以上的氧化污染問題，其使用溫度還可能進一步提高。
③鈦及鈦合金還具有優良的抗蝕性，特別是在海水和海洋大氣環境中抗蝕性極高，這使其在應用於艦艇和水上飛機上時具有很大的競爭優勢；鈦在各種濃度的硝酸、鉻酸中都很穩定，溫度升高，反應也慢。此外純鈦在鹼溶液中和大多數有機酸和化合物中的抗蝕性也很高；而且，鈦的腐蝕性能的突出特直是不發生居部腐蝕和晶間腐蝕，一般為均勻腐蝕。
④鈦的化學活性很高，極易受氫、氧、氮的污染，難以冶煉和加工，使得生產成本較高。
⑤導熱性差(只有鐵的1／5，鋁的1／3)，摩擦系數大(0．42)，抗磨性也較差，故在切削加工時，容易使工件及刀具溫度升高，造成粘刀，降低刀具壽命，故切削加工性差。
⑥彈性模量低，影響構件的剛度，也使細長構件的使用受到限制，不過在某些情況下，也可利用鈦的σs／E比值大的特點製作彈性元件。
目前鈦合金的主要用途可大致分為三類，即噴氣發動機、航空構架和工量
應用。
鈦合金可分為兩種主要類別：耐蝕合金和結構合金。耐蝕合金通常為單相。相並加有不多的固溶強化添加劑及。穩定元素，如鈀和鋁。這些合金用於化學、能源、造紙及食品加工工業以及生產高耐蝕性管材、熱交換器、閥門外套及容器。除了極優越的耐蝕性外，單相。合金具有良好的焊接性能，易於加工製造，但強度相對較低。而結構合金可分為四種：近α合金、α+β合金、β合金以及鈦鋁金屬間化合物[5]。1954年Ti-6A1-4V被採用，這個合金很快成為迄今為止最重要的鈦合金，因為它有極佳的綜合力學性能及良好的加工能力。在由美國主要鈦生產廠家供應的市場中，耐蝕合金占總產量的25％，Ti-6Al-4V為60％，餘下的15％則為其他結構合金。鈦合金能達到令人滿意的綜合力學性能，因而使它們成為許多航空航天及商業應用的備選材料。但是，由於鈦合金零件價格昂貴，限制了它們的應用范圍。
在美國，鈦合金主要應用於宇航領域；在日本，大部分鈦用於非航空航天方面。目前，全世界約有30多個國家從事鈦合金的研究和開發，其中美、俄兩國研究鈦合金歷史較長，實力最強。表9—2為世界各國鈦的消費結構比較，從消費結構上看，美國、西歐和俄羅斯，鈦材的60％～70％用於航空航天領域，民用工業相對較少， 日本和中國則不同，民用工業領域里鈦消費量約佔85％—90％，航空航天領域約佔10％～15％。

在每種市場中對鈦合金產品的要求是基於特定用途的具體要求，例如，噴氣式發動機的要求主要集中在高溫抗拉強度、蠕變強度和高溫下的穩定性，第二位的性能考慮則是疲勞強度和斷裂韌性。航空構架則是要求高抗拉強度並結合有良好的疲勞強度和斷裂韌性。製造構件的難易也是一個重要的考慮。工業應用則要求在各種介質中有良好的抗蝕性作為一基本考慮，並要求適當的強度、成形能力及相對於其他抗蝕合金有可以競爭的價格。