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      鈦在國防工業上的應用
      首頁資訊中心行業動態 〉鈦在國防工業上的應用

      一.我國國防工業使用鈦的情況 
        無論是美國還是俄羅斯,其鈦材主要應用于飛機制造業和造船業。近年來,我國這兩個領域發展很快,不斷有新型飛機量產,在研的項目也很多,估計這兩個領域的用鈦量將會大幅增加,而且也有報道說明我們的F10上也使用了較多的鈦合金,前段時間還有網友在鐵血網站上貼出了我國新型的鈦合金發動機罩和強5戰機的機翼鈦合金連接件的圖片??梢娢覈阝伜辖鹗褂蒙厦嬖缫殉墒?,假以時日,我們的鈦合金的應用也能讓航空航天工業飛躍。在航天領域,中國第一臺大型全鈦紫外太空望遠鏡也已經制造并實驗完畢,鈦合金在太空領域的應用前途光明。 
        每種鈦合金都有各自的用途。飛機制造和航天工業運用鈦合金大家已經十分了解,在會生活及在機械業中的使用更是多多,象眼鏡架啊,高爾夫球桿啊,超級運動自行車啊,等等。但在陸軍和海軍中的使用我們卻是知之甚少,而且相關的文章和說明也不是很多,下面就列舉一些我國高性能鈦合金在國防工業的應用情況。 
        1.發動機業: 
        鈦5Al2.5Sn高強鈦合金—齒輪套、發動機外殼、葉片罩 
        鈦8Al1Mo1V高鈦合金—發動機葉片、陀螺儀導向罩、內蒙皮 
        鈦6Al4V(抗拉強度≥895MPa)熱處理強化鈦合金—核心機葉片及葉輪 
        2.航空業: 
        鈦6Al2Sn強化鈦合金—緊固件、導向裝置、重要結構 
        鈦4AlMo1V鈦合金—飛機骨架 
        鈦Sn5Zr1Mo鈦合金—起落架、飛機承重架、緊固件 
        3.航天業 
        鈦合金1M1315—火箭機盤、導彈基座構件 
        鈦合金1M1550—導彈動力葉片套 
        鈦合金T-A6V—飛船主用材料 
        4.陸軍業 
        我國已經研制成功了83-1型和83-2型兩種迫擊炮。83-1型82迫擊炮廣泛采用了鈦合金,把全炮重量降低到18.1公斤,極其方便班、排這樣的小單位的襲擾戰的開展。 
        鈦A7D—新型裝甲車輛力學分析鍛件 
        鈦A6Z5W—反坦克火箭(導彈),地空導彈罩等抗蠕變性要求高的部件 
        鈦1M1551—某裝甲車輛火力高速旋轉部件 
        5.海軍業 
        LT41鈦合金—艦船大面積蒙皮 
        3.7114鈦合金—可焊性優良,成型性好適合各種水密隔層 
        鈦V13CA鈦合金—蜂窩狀艦身,承重框架 
        鈦合金在艦船上使用是很有前途的。這跟鈦合金的強度、韌性有關系,還有就是耐腐蝕性,海水中的鈦是極其穩定的,基本上可以認為船體是不會腐蝕的,這樣既可以減少維護的費用,也可以減輕船體的重量,對艦艇來講是莫大的好處啊。除此之外,還有必要提及兩點:第一個鈦是無磁性的,對抗磁性探測有很大的幫助,至于什么磁性水雷啊,不值擔心。二是跟先進的艦船復合材料涂層有天生的融合性,未來將使用的隱身復合材料有個缺點,就是跟以前艦船使用的高強特種鋼起反應,由于電位差容易在海水中產生電偶,加快腐蝕,這種事情在052上曾??鈦合金能完美整合。 二.其他國家國防工業使用鈦的情況 
        世界上已經退役的,正在服役的或者在研武器裝備中,很多都使用了鈦及其合金的結構件,隨著現代化戰爭模式的轉變,要求現代化的軍隊的快速機動能力十分突出,所以對于陸軍來說必須依仗運輸機的能力來達到快速的機動,這就要求陸軍本來粗重的裝備盡量的輕型化,比如現在各國都希望自己的炮兵能快速有效的迅速轉移到另外一個地方,達到戰略或者戰術上的目的,這必然使鈦合金在火炮領域的發展前途一片光明,象美國的M777輕型榴彈炮,由于使用了鈦合金外殼,戰斗全重下降到了3.175噸,可以使用V22或者C130空運,達到快速機動的能力。類似的還有英國的UFH超輕型155毫米火炮,不到4噸的重量里面使用了1噸的鈦合金。在空軍和海軍裝備的領域則更是如此,下面就簡單的介紹鈦合金成功應用的典型事例: 
       ?、亠w機用鈦數據(未注明均指毛坯用量) 
        國際鈦協會2002年10月在美國奧蘭多舉辦的年會上公布了下列飛機用鈦新數據: 
        1. 計劃于2004年問世的第一架超大型客機—空客A380,用鈦量為45t/架-65t/架;(見下圖)

        2. 波音客機,用鈦量占其總重的15%-17%(凈重); 
        3. F15戰斗機,結構用鈦5.75t,2臺噴氣發動機用鈦5t; 
        4. F22戰斗機(正在開發中),結構用鈦36t,2臺發動機用鈦5t; 
        5. 聯合開發的F35戰斗機,結構用鈦10t,單臺發動機用鈦5t;  

        6. F18艦載戰斗機,用鈦量占其總重的12%-13%(凈重);  
        7. C-17大型運輸機,用鈦量占其總重的10%(凈重);  
        8. 歐洲EF2000,將減少用鈦量,改為復合材料。 
        由此可見鈦在世界航空航天領域的重要地位,尤其是在發動機制造,機體制造方面更是如此。 
        上文提到俄羅斯有意加強對戰略稀有金屬鈦進行控制,已經引起了美國的注意,畢竟美國下一代戰機的用鈦比例很大,如果俄羅斯國防出口公司控制了阿維斯瑪公司的大部分股權的話,國際鈦合金的價格上揚將不可避免,這樣F-22和F-35的項目將有不確定的因素在里面。所以近期美國最大的鈦材商Timet已經來到中國尋求潛在的合作伙伴,希望在中國的市場上找到類似俄羅斯的供應商或者可以合資建廠,把中國生產的鈦材用在美國的項目上,在價格上很有優勢,而且質量可靠,可以說對未來美軍F-22和F-35的項目很有幫助。 
        某一種全球性材料供應如此突出的影響國防工業,很少見,這也是自二戰鋼鐵緊缺以來的第一次,所以F-22和F-35的價格將取決于未來鈦的供應情況。 
        現今全球經濟已經逐步走出低谷,國際航空業開始出現恢復性增長,國際鈦材行業也隨著這個大潮迎來快速增長的新時期,中國企業也將迎來新的機遇。 
        近幾年是第四代戰斗機的換代的起始,隨后的很多年里面,每年將有很多新型戰斗機進入軍隊。新型戰斗機在選材上很有講究和前瞻性,在未來很多年內,軍事和航空工業必然是鈦材的第一大用戶。 
        美軍近期又公布了一種新型的潛艇攜帶的“鸕鶿”無人攻擊機的概念?!胞R鶿”無人機的長度為5.8米,翼展4.86米,屬于多次重復使用的無人戰斗機機?!胞R鶿”是由著名的洛-馬公司臭鼬工廠提出概念設計的,因為其出入的通道主要是海水,因此全機為鈦合金制成,以防止腐蝕的產生,總起飛重量不超過4噸,可攜帶453千克的有效載荷,考慮使用方式主要是從俄亥俄級核潛艇的戰略導彈發射筒發射,主要用于摧毀近海岸目標。該機的進氣口位于機頭部位,呈三角形。由于采用了鈦合金,其機體強度極高,可承受150英尺水深的壓力。并且為了防止外壓失穩的發生,機體的內部不必要的空間一律使用特殊的塑料進填充。為了增加飛行的隱蔽性,其外形也采用了復雜的隱身設計?!胞R鶿”的最大飛行速度預計將達到880千米/小時,巡航速度為550千米/小時,最高飛行高度10.7千米,作戰半徑達926千米,可持續飛行3個小時。鈦的優良品質被體現的淋漓盡致??! 
       ?、诤\姺矫娴拟亼们闆r 
        海軍上面鈦的應用也是十分廣泛的,主要應用大國就是蘇聯/俄羅斯的潛艇。 
        “阿庫拉”級(Akula)攻擊核潛艇:“阿庫拉”級采用水滴型、雙殼體,里面一層為鈦合金制造。由蘇聯著名的“孔雀石”潛艇設計局設計,共青城船廠和北德文斯克船廠制造。
        “塞拉”級攻擊核潛艇:俄羅斯的“塞拉”(Sierra)級(也稱S級)多用途攻擊核潛艇??梢哉f是俄羅斯龐雜的核潛艇家族中最神秘的一位。主要是因為“塞拉”級艇采用鈦合金雙殼體,它的大潛深、高航速、強火力與良好的隱身性能令人印象深刻。但造價非常昂貴,綽號“金魚”,只建造了4艘。 
        而鈦材在潛艇上的顛峰之作,本人還是覺得應該授予臺風級:蘇聯共建造了6艘“臺風”級潛艇,“臺風”號是其中的第一艘?!芭_風”級的特別之處在于:它有一套完整的魚雷、導彈、動力裝置等獨立航行和作戰系統;采用雙殼體結構,儲備浮力約32%,兩層殼體間有3米多的間距,增強了耐水下和沖撞的能力。每艘臺風級的用鈦量約9000噸,相當于現在我國一年的鈦產量總和!可見蘇聯時期在軍事上的投入是多么的龐大。 
        蘇聯/俄羅斯用鈦殼體的核潛艇還有如阿爾法級等等,但都沒有形成一定的氣候,就不再敘述。潛艇上的鈦除了使用在殼體上外,就是使用在潛艇的管道和冷凝器上,現在幾乎所有的潛艇和水面艦艇上的冷凝器都是用的鈦材做的,可以說在潛艇和艦艇的壽命內,一般情況下不用更換鈦冷凝器,一來可以節省維護費用,二則不會因為冷凝器故障的問題降低出勤率。 
        因為材料價格和產量的原因,其他國家的潛艇很少有報道說采用了鈦殼體的情況。 
        鈦及其合金的性能無庸質疑,各種鈦合金的冶金過程對大國來說也是很常規的東西,只是考慮成本的問題。隨著經濟的發展,國防上的特殊要求也有能力去保證了,所以說鈦及其合金在未來的用和軍用領域都將迎來快速的發展。同時鈦及其合金也將大大提升部分特殊裝備的性能。 
        鈦及其合金的前途不可估量!

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