专题 | 钛在国防工业上的应用

2018-08-07 19:01:13 作者：王元、王妮来源：《腐蚀防护之友》分享至：

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，在社会生活及在机械业中的使用更是多多，像眼镜架啊，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 高温钛合金—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

3.陆军业

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

4.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，未来先进的舰船复合材料与钛合金能完美整合。

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，像美国的 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：

机用钛数据国际钛协会 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

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！

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