鈦合金在航天飛行器上的應用

　隨著人類探索太空步伐的加快，對航天飛行器的要求越來越高。航天飛行器在超高溫、超低溫、高真空、高應力、強腐蝕等極端條件下工作，除了依靠優化的結構設計之外，還有賴於材料所具有的優異特性和功能。對航天材料而言，輕質高強、耐高溫、耐低溫和耐腐蝕是航天產品選材的主要標準。

　　鈦的比重為4.5g/cm3，僅為鋼的56%，滿足航天產品對材料質輕的需求;鈦合金的強度為500～1400MPa，比Al、Mg合金高的多;並且鈦合金的高溫及低溫性能優越，能在550℃高溫下和零下250℃低溫下長期工作而保持性能不變，正因為鈦合金將航天產品所需的特質集於壹身而被譽為“宇宙金屬”、“空間金屬”。根據航天產品對材料的需求，鈦合金在航天領域形成了不同的發展方向，主要包括高強韌鈦合金、高溫鈦合金、低溫鈦合金、鑄造鈦合金和粉末鈦合金等。

　　研制高性能低成本的航天材料，是未來航天型號發展的壹個必然趨勢。如何優化技術提高鈦合金的性能並降低鈦合金的使用成本將是未來鈦產業發展的戰略性關鍵問題。

　　我國航天飛行器上應用的鈦及鈦合金未來的發展方向是：1、高性能化，即研制具有良好的強度和塑性相配合的高強韌鈦合金和耐溫性能更優異的鈦合金;2、低成本化，即發展不含或少含貴重金屬元素的鈦合金和易加工成形、易切削加工的鈦合金等;3、高加工率，即發展粉末冶金、超塑成形-擴散連接(SPF-DB)、精密鑄造等技術。隨著我國航天技術發展，粉末鈦合金和鑄造鈦合金將獲得廣泛的應用。航天飛行器速度提高，以及對構件輕質化、低成本和高可靠性的苛刻要求給粉末鈦合金和鑄造鈦合金的應用發展帶來了機遇。粉末鈦合金與鑄造鈦合金相比較，其內部組織細小均勻，不存在成分偏析，性能優於鑄造鈦合金。高性能粉末鈦合金目前已在國外先進的航空航天關鍵部件上得到應用，在國內的相關研究也取得了較好的進展。超塑成形/擴散連接新技術的問世，為鈦合金的發展提供了廣闊的發展空間。用超塑成形/擴散連接結構件代替昂貴的組件、機加工部件和經過維修有問題的結構，以及減少裝配時需要許多工具的準備時間，超塑成形/擴散連接對未來航天可望產生顯著的影響。 

鈦的蘊藏量是銅的10倍，是繼鐵、鋁之後的“第三金屬”。芒鈦網認為它資源豐富，但是其工業生產僅有60多年，與具有百年歷史的鋁、鎂相比，被形象地稱為“嬰兒金屬”。而如今，正是這顆金屬家族的新生兒，憑借其獨特而優越的性能在航天工業的舞臺上大放異彩，在航天這種特殊且苛刻的環境中熠熠閃光。

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