航空界有這么(me)一句話:“飛機(ji)重(zhong)(zhong)量每減輕1磅(bang),飛行高(gao)度會增加1英尺。”由(you)此可見,減輕重(zhong)(zhong)量對于提高(gao)飛機(ji)性(xing)能非常重(zhong)(zhong)要。
如何減輕飛機重(zhong)量?這離不開一種材(cai)料——鈦合(he)金。
在講鈦合金之前,我們先(xian)了解(jie)一(yi)下鈦。鈦是一(yi)種物理性(xing)能優良(liang)、化學性(xing)能穩定(ding)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬材料,在地殼中含量(liang)較豐富,遠高于銅、鋅(xin)、錫等常見金(jin)(jin)(jin)屬,大(da)量(liang)埋(mai)藏于巖(yan)石和(he)砂石中。鈦合金(jin)(jin)(jin)是以(yi)(yi)鈦為基礎加入其他元素(su)組成的(de)合金(jin)(jin)(jin)。鈦合金(jin)(jin)(jin)具(ju)有強(qiang)度(du)大(da)、重量(liang)輕、耐熱性(xing)強(qiang)等方面優點,在飛(fei)(fei)機制(zhi)造中使用它(ta)不僅可以(yi)(yi)延長飛(fei)(fei)機使用壽命,還可以(yi)(yi)減輕自(zi)身(shen)重量(liang),大(da)大(da)提高飛(fei)(fei)機飛(fei)(fei)行性(xing)能。
有檢(jian)測數據顯示(shi),鈦合(he)金的(de)(de)強度是(shi)鋁合(he)金的(de)(de)1.3倍(bei)、鎂(mei)合(he)金的(de)(de)1.6倍(bei)、不銹鋼的(de)(de)3.5倍(bei),其(qi)優異的(de)(de)熱(re)強度適合(he)航(hang)空航(hang)天制(zhi)造,可在(zai)450℃至500℃的(de)(de)溫(wen)度下(xia)(xia)長期工(gong)作(zuo)。此外,鈦合(he)金既能(neng)耐高溫(wen)也能(neng)耐低溫(wen),在(zai)-253℃下(xia)(xia)還能(neng)保持一定的(de)(de)塑(su)性。
飛機(ji)越先(xian)進,使用的(de)鈦(tai)越多。美國(guo)SR-71高空高速(su)偵察機(ji),鈦(tai)占飛機(ji)結構重(zhong)量(liang)的(de)93%,號(hao)稱“全鈦(tai)”飛機(ji)。要知(zhi)道,飛機(ji)每減輕重(zhong)量(liang)10%,可節省燃料4%。
目前世界上生(sheng)產的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai)及(ji)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金,大多用于航空(kong)航天工業(ye)。鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金主(zhu)要(yao)用于飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)及(ji)發動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)制造,如鍛造鈦(tai)(tai)(tai)風扇、壓氣(qi)機(ji)(ji)(ji)盤和葉片、發動機(ji)(ji)(ji)罩、排氣(qi)裝置(zhi)等(deng)部件(jian),以及(ji)飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)大梁隔(ge)框等(deng)結構框架件(jian)。航天器利用鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)(de)(de)高強度、耐(nai)腐蝕和耐(nai)低溫性能,制造各種壓力容器、燃料(liao)貯箱、緊固件(jian)、儀器綁帶、構架和火(huo)箭(jian)殼(ke)體。在人(ren)造衛星、登(deng)月艙、載人(ren)飛(fei)(fei)船和航天飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)上,則(ze)使用鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金板(ban)材焊接件(jian)。可(ke)以預見,隨著航空(kong)航天工業(ye)技術的(de)(de)(de)發展,鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)(de)(de)未來發展前景廣闊,科學家們會加大對鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)(de)(de)研究和使用,打(da)造出更多先進(jin)的(de)(de)(de)裝備。