钛合金钢 钛合金！为什么人们听到钛合金都觉得很牛，这到底是一种什么材料？

在一些电视节目或者网络上，我们经常可以看到建造航母花了多少钱。这是因为建造一艘航母涉及到很多技术领域和相关材料，光靠资金建造航母是不够的，还需要强大的工业基础和材料研发能力。

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有报道说航母甲板上的一颗铆钉可以换成一辆车，可见烧了多少钱。这个铆钉不是普通的铆钉，是钛合金做的铆钉。这种昂贵的钛合金铆钉不是甲板上都能找到的，只在落地战斗机上有。

因为战斗机起飞时会发出1000摄氏度以上的高温，这就要求甲板耐高温，而且耐高温材料的焊接技术不成熟，所以甲板之间的装配需要钛合金铆钉。

钛合金是一种以钛为基础并添加其他元素的合金。钛合金材料具有重量轻、强度高、弹性低、耐高温、耐腐蚀等特点。主要用于航空空发动机、火箭、导弹零部件。

钛合金是一种比较年轻的金属，从开发到现在已经有六七十年的历史。进入20世纪后，传统的钢铁和铝已经不能满足航天空、航海等领域的需求。1954年，美国公司开发了钛合金材料。

每当一个产品用钛合金制成，就会引起很多人的注意，因为钛合金特别贵。在很多人眼里，钛合金就是高档金属材料的代名词。这样昂贵的材料一般用于航空空发动机，也是一些尖端武器装备最理想的材料。

但事实上，钛合金的主要金属钛并不罕见。在地球上，钛元素的含量占地壳总质量的0.45%，仅次于铁、铝、镁等金属元素。目前已知的钛矿物有140多种，储量也非常丰富。

自然界中，钛存在于钛铁矿、金红石等矿物中。纯钛为银灰色，也是轻金属。钛的密度只有每立方厘米4.54克，熔点1668摄氏度，具有塑性。

真正让钛备受追捧的是它自身的特点。钛作为轻金属，在所有元素中重量与强度之比最高，重量比钢轻44%，但机械强度与钢相近，比铝强3倍。钛具有很强的耐腐蚀性。和铝类似，它的表面在常温下会覆盖一层致密的氧化膜。

其无毒、无磁性的特点也非常适合工业化生产。液态钛几乎可以与所有金属溶解，因此它可以与各种金属形成合金。通过添加一定比例的其他金属元素，冶炼出的钛合金不仅能保证重量轻、强度高、耐腐蚀，而且具有更大的强度或更高的耐高温性能，甚至记忆能力。钛是与人体最相容的金属，也用于医疗领域，如心脏支架。

有人纳闷，钛不稀罕，储量这么大。钛合金为什么这么值钱？

这将涉及金属冶炼技术。钛合金对冶炼环境极其苛刻，钛在高温下化学活性很小，所以钛合金冶炼必须在高温下进行。钛合金的熔炼温度一般应在800摄氏度以上，还应在真空环境下操作。这种冶炼环境远高于钢等金属。俗话说物以稀为贵，钛合金久而久之就变成了所谓的稀有金属，导致

钛合金虽然产量低，价格贵，但不代表用的少。特别是钛合金在一些先进武器装备和国家重型装备中的使用也非常大胆。据透露，中国歼20使用的钛合金约占机身重量的20%，这些钛合金主要用作机身的结构材料。

目前钛合金广泛应用于航空空航天工业，所以钛合金也被称为“空金属间化合物金属”，重量轻，强度强，耐高温，特别适合制造航空空航天器，以前用铝合金的很多零件都改成了钛合金。

随着技术的发展，现在飞机的最大速度是音速的3倍以上。以如此快的超音速飞行，会使飞机与空空气摩擦，产生大量的热量。一般当飞行速度小于2倍音速时，机身只能用铝合金制造。当飞行速度超过2倍音速时，铝合金就受不了了。必须使用耐高温性能更好的钛合金。当飞行速度超过音速的3倍时，将使用机身。

攻击型核潜艇的内压壳、鱼雷舱等部分零件采用钛合金制造，无磁、耐腐蚀、强度极高，能有效抵抗炸弹的冲击波。另外，它可以潜得更深。比如中国的“蛟龙”载人舱采用钛合金，可以潜到7000多米的深海，相当于每平方米7000吨的压力。

目前，钛合金除了在航空空、火箭发动机、潜艇、战斗机等尖端装备中使用外，还广泛应用于常规或单兵装备，如榴弹炮、防弹头盔等。

目前，钛合金技术是世界上最强的，应用最多的是美国和俄罗斯，而中国的钛矿储量是世界上最高的，占世界总储量的28.9%，其中钛铁矿储量约为7.2亿吨，占世界钛矿储量的92%，金红石储量约为4700万吨，两者的总储量约为7.67亿吨。这应该意味着国内有矿山，钛合金的冶炼加工也已经产业化。因此，钛合金在我国各个领域的广泛应用不存在原理和技术问题。相信钛合金这种“空金属间化合物金属”，不会只在航空航天领域使用。

本文Gif取自YouTube的钛地球上最强的金属！《具有形状记忆的镍钛合金金属肌肉》。》

本文图片摘自《钛——地球上最强的金属》！》