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钛在国防工业上的应用
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一.我国国防工业使用钛的情况 
  无论是美国还是俄罗斯,其钛材主要应用于飞机制造业和造船业。近年来,我国这两个领域发展很快,不断有新型飞机量产,在研的项目也很多,估计这两个领域的用钛量将会大幅增加,而且也有报道说明我们的F10上也使用了较多的钛合金,前段时间还有网友在铁血网站上贴出了我国新型的钛合金发动机罩和强5战机的机翼钛合金连接件的图片。可见我国在钛合金使用上面早已成熟,假以时日,我们的钛合金的应用也能让航空航天工业飞跃。在航天领域,中国第一台大型全钛紫外太空望远镜也已经制造并实验完毕,钛合金在太空领域的应用前途光明。 
  每种钛合金都有各自的用途。飞机制造和航天工业运用钛合金大家已经十分了解,在会生活及在机械业中的使用更是多多,象眼镜架啊,高尔夫球杆啊,超级运动自行车啊,等等。但在陆军和海军中的使用我们却是知之甚少,而且相关的文章和说明也不是很多,下面就列举一些我国高性能钛合金在国防工业的应用情况。 
  1.发动机业: 
  钛5Al2.5Sn高强钛合金—齿轮套、发动机外壳、叶片罩 
  钛8Al1Mo1V高钛合金—发动机叶片、陀螺仪导向罩、内蒙皮 
  钛6Al4V(抗拉强度≥895MPa)热处理强化钛合金—核心机叶片及叶轮 
  2.航空业: 
  钛6Al2Sn强化钛合金—紧固件、导向装置、重要结构 
  钛4AlMo1V钛合金—飞机骨架 
  钛Sn5Zr1Mo钛合金—起落架、飞机承重架、紧固件 
  3.航天业 
  钛合金1M1315—火箭机盘、导弹基座构件 
  钛合金1M1550—导弹动力叶片套 
  钛合金T-A6V—飞船主用材料 
  4.陆军业 
  我国已经研制成功了83-1型和83-2型两种迫击炮。83-1型82迫击炮广泛采用了钛合金,把全炮重量降低到18.1公斤,极其方便班、排这样的小单位的袭扰战的开展。 
  钛A7D—新型装甲车辆力学分析锻件 
  钛A6Z5W—反坦克火箭(导弹),地空导弹罩等抗蠕变性要求高的部件 
  钛1M1551—某装甲车辆火力高速旋转部件 
  5.海军业 
  LT41钛合金—舰船大面积蒙皮 
  3.7114钛合金—可焊性优良,成型性好适合各种水密隔层 
  钛V13CA钛合金—蜂窝状舰身,承重框架 
  钛合金在舰船上使用是很有前途的。这跟钛合金的强度、韧性有关系,还有就是耐腐蚀性,海水中的钛是极其稳定的,基本上可以认为船体是不会腐蚀的,这样既可以减少维护的费用,也可以减轻船体的重量,对舰艇来讲是莫大的好处啊。除此之外,还有必要提及两点:第一个钛是无磁性的,对抗磁性探测有很大的帮助,至于什么磁性水雷啊,不值担心。二是跟先进的舰船复合材料涂层有天生的融合性,未来将使用的隐身复合材料有个缺点,就是跟以前舰船使用的高强特种钢起反应,由于电位差容易在海水中产生电偶,加快腐蚀,这种事情在052上曾??钛合金能完美整合。 二.其他国家国防工业使用钛的情况 
  世界上已经退役的,正在服役的或者在研武器装备中,很多都使用了钛及其合金的结构件,随着现代化战争模式的转变,要求现代化的军队的快速机动能力十分突出,所以对于陆军来说必须依仗运输机的能力来达到快速的机动,这就要求陆军本来粗重的装备尽量的轻型化,比如现在各国都希望自己的炮兵能快速有效的迅速转移到另外一个地方,达到战略或者战术上的目的,这必然使钛合金在火炮领域的发展前途一片光明,象美国的M777轻型榴弹炮,由于使用了钛合金外壳,战斗全重下降到了3.175吨,可以使用V22或者C130空运,达到快速机动的能力。类似的还有英国的UFH超轻型155毫米火炮,不到4吨的重量里面使用了1吨的钛合金。在空军和海军装备的领域则更是如此,下面就简单的介绍钛合金成功应用的典型事例: 
  ①飞机用钛数据(未注明均指毛坯用量) 
  国际钛协会2002年10月在美国奥兰多举办的年会上公布了下列飞机用钛新数据: 
  1. 计划于2004年问世的第一架超大型客机—空客A380,用钛量为45t/架-65t/架;(见下图)

  2. 波音客机,用钛量占其总重的15%-17%(净重); 
  3. F15战斗机,结构用钛5.75t,2台喷气发动机用钛5t; 
  4. F22战斗机(正在开发中),结构用钛36t,2台发动机用钛5t; 
  5. 联合开发的F35战斗机,结构用钛10t,单台发动机用钛5t;  

  6. F18舰载战斗机,用钛量占其总重的12%-13%(净重);  
  7. C-17大型运输机,用钛量占其总重的10%(净重);  
  8. 欧洲EF2000,将减少用钛量,改为复合材料。 
  由此可见钛在世界航空航天领域的重要地位,尤其是在发动机制造,机体制造方面更是如此。 
  上文提到俄罗斯有意加强对战略稀有金属钛进行控制,已经引起了美国的注意,毕竟美国下一代战机的用钛比例很大,如果俄罗斯国防出口公司控制了阿维斯玛公司的大部分股权的话,国际钛合金的价格上扬将不可避免,这样F-22和F-35的项目将有不确定的因素在里面。所以近期美国最大的钛材商Timet已经来到中国寻求潜在的合作伙伴,希望在中国的市场上找到类似俄罗斯的供应商或者可以合资建厂,把中国生产的钛材用在美国的项目上,在价格上很有优势,而且质量可靠,可以说对未来美军F-22和F-35的项目很有帮助。 
  某一种全球性材料供应如此突出的影响国防工业,很少见,这也是自二战钢铁紧缺以来的第一次,所以F-22和F-35的价格将取决于未来钛的供应情况。 
  现今全球经济已经逐步走出低谷,国际航空业开始出现恢复性增长,国际钛材行业也随着这个大潮迎来快速增长的新时期,中国企业也将迎来新的机遇。 
  近几年是第四代战斗机的换代的起始,随后的很多年里面,每年将有很多新型战斗机进入军队。新型战斗机在选材上很有讲究和前瞻性,在未来很多年内,军事和航空工业必然是钛材的第一大用户。 
  美军近期又公布了一种新型的潜艇携带的“鸬鹚”无人攻击机的概念。“鸬鹚”无人机的长度为5.8米,翼展4.86米,属于多次重复使用的无人战斗机机。“鸬鹚”是由著名的洛-马公司臭鼬工厂提出概念设计的,因为其出入的通道主要是海水,因此全机为钛合金制成,以防止腐蚀的产生,总起飞重量不超过4吨,可携带453千克的有效载荷,考虑使用方式主要是从俄亥俄级核潜艇的战略导弹发射筒发射,主要用于摧毁近海岸目标。该机的进气口位于机头部位,呈三角形。由于采用了钛合金,其机体强度极高,可承受150英尺水深的压力。并且为了防止外压失稳的发生,机体的内部不必要的空间一律使用特殊的塑料进填充。为了增加飞行的隐蔽性,其外形也采用了复杂的隐身设计。“鸬鹚”的最大飞行速度预计将达到880千米/小时,巡航速度为550千米/小时,最高飞行高度10.7千米,作战半径达926千米,可持续飞行3个小时。钛的优良品质被体现的淋漓尽致啊! 
  ②海军方面的钛应用情况 
  海军上面钛的应用也是十分广泛的,主要应用大国就是苏联/俄罗斯的潜艇。 
  “阿库拉”级(Akula)攻击核潜艇:“阿库拉”级采用水滴型、双壳体,里面一层为钛合金制造。由苏联著名的“孔雀石”潜艇设计局设计,共青城船厂和北德文斯克船厂制造。
  “塞拉”级攻击核潜艇:俄罗斯的“塞拉”(Sierra)级(也称S级)多用途攻击核潜艇。可以说是俄罗斯庞杂的核潜艇家族中最神秘的一位。主要是因为“塞拉”级艇采用钛合金双壳体,它的大潜深、高航速、强火力与良好的隐身性能令人印象深刻。但造价非常昂贵,绰号“金鱼”,只建造了4艘。 
  而钛材在潜艇上的颠峰之作,本人还是觉得应该授予台风级:苏联共建造了6艘“台风”级潜艇,“台风”号是其中的第一艘。“台风”级的特别之处在于:它有一套完整的鱼雷、导弹、动力装置等独立航行和作战系统;采用双壳体结构,储备浮力约32%,两层壳体间有3米多的间距,增强了耐水下和冲撞的能力。每艘台风级的用钛量约9000吨,相当于现在我国一年的钛产量总和!可见苏联时期在军事上的投入是多么的庞大。 
  苏联/俄罗斯用钛壳体的核潜艇还有如阿尔法级等等,但都没有形成一定的气候,就不再叙述。潜艇上的钛除了使用在壳体上外,就是使用在潜艇的管道和冷凝器上,现在几乎所有的潜艇和水面舰艇上的冷凝器都是用的钛材做的,可以说在潜艇和舰艇的寿命内,一般情况下不用更换钛冷凝器,一来可以节省维护费用,二则不会因为冷凝器故障的问题降低出勤率。 
  因为材料价格和产量的原因,其他国家的潜艇很少有报道说采用了钛壳体的情况。 
  钛及其合金的性能无庸质疑,各种钛合金的冶金过程对大国来说也是很常规的东西,只是考虑成本的问题。随着经济的发展,国防上的特殊要求也有能力去保证了,所以说钛及其合金在未来的用和军用领域都将迎来快速的发展。同时钛及其合金也将大大提升部分特殊装备的性能。 
  钛及其合金的前途不可估量!

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