钛合金的好处与坏处(钛合金的好处有哪些)

铁合金每公斤不超过9元,铜每公斤50元左右,钛合金最高可达300元。民用钛合金板材每公斤150~280元,军用不低于500元/公斤,甚至可以达到1300元。巴迪

铁合金每公斤不超过9元,铜每公斤50元左右,钛合金最高可达300元。民用钛合金板材每公斤150~280元,军用不低于500元/公斤,甚至可以达到1300元。巴迪的每颗钛合金螺丝都能卖到50块钱。

钛是一种什么金属?为什么合金这么贵?

钛合金的好处(钛合金有什么作用)插图

其实钛本身并不贵,但是做成合金,价格就会飙升。要问为什么,还得从钛本身说起。

钛主要存在于钛铁矿和金红石中,是一种银白色金属。1910年,人们第一次制造出钛;1948年,由于钛质轻,不易变形,美国开始了钛的工业化生产。比如眼镜店经常推的钛合金眼镜架,还有医用植入材料。

中国钛产量从上世纪的200吨发展到现在的15万吨,居世界第一。

那为什么钛制品价格普遍偏高?

这主要是因为钛的加工非常困难。因为开采出来的钛不纯,需要从海绵钛中提炼。在室温下,钛可以防止腐蚀和氧化。但是在高温下可以和很多物质发生反应。为了避免在高温下与氧气反应,熔炼必须在真空空环境或惰性气体中进行。

有人会疑惑,钛这么贵主要用在哪里?

钛的变形抗力比钢高,但重量只有同体积钢的一半。所以在现代的航母、火箭、导弹上,很多钢材都被钛合金取代了。

有人做过钢板和钛合金板的切割实验。在切割过程中,他们会发现火花似乎有些不同。钢板是金色的,但是钛合金的火花是白色的。这主要是因为钛合金切割过程中产生的小颗粒在空气体中能够自燃,并发出明亮的火花。而且这些火花的温度远高于钢板,所以超细钛粉也被用作火箭燃料。

据统计,全世界每年用于航海的钛有一千多吨,所以钛又被称为宇宙金属和空金属间化合物金属。钛除了作为泰空的材料外,还用于制造潜艇。

曾经有人把钛沉入海底,五年后再拿出来,发现根本没有生锈。因为钛的密度只有4.5g/cm3,所以它的强度可以是金属中最高的,可以承受2500个大气压。因此,钛潜艇可以在4500米深度的深海航行,而一般的钢潜艇可以下潜300米。

然而,钛并不都是好的。美国曾经用钛制造了一架飞机:SR-71。这架飞机的空速度可以达到3.3马赫。过去是铝合金做的,空速度最多只能达到2.2马赫。然而,如此快的飞机有一个巨大的缺点。它平时不能加油。就像我们平时不开车的时候,车里的油挂在油箱里也没事。但是SR-71不行。它漏油。

为什么会漏油?油箱坏了吗?

其实为了提高SR-71的速度。它全身93%都是钛合金,不仅是发动机,油箱也是。但是钛合金有个问题。无法完美焊接,所以油箱存在严重的漏油问题。如果起飞前要加满它的油,四五百公斤的油在地面上肯定是缺的。

而且设计师为此也想了很多办法,包括遮盖和修补。只是因为它的速度很快,飞行时会产生四五百摄氏度的高温,机身会拉长30多厘米,所以这些方法都行不通。最终这架飞机只能进入博物馆供人欣赏。

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