为什么金属铁被称为“航天金属”
用金属钛制造飞机,是从本世纪50年代才开始的。随着航空、航天工业的发展,金属钛的用途越来越大,现在已经到了离不开金属钛的地步了,专家们都把金属钛称为“航天金属”。
铁的这个称号是受之无愧的。因为金属钛和它的合金,有着很多特殊的性能,是制造飞机、火箭、飞船、导弹、卫星等最好的材料。
钛和铁合金的韧性特别好,硬度可以跟钢铁匹敌,所以它们的机械强度明显地优于其他的合金材料,相比较而言,是最理想的高强度材料。
钛的密度比较小,属于轻金属,只有钢铁的一半左右,用钛合金来代替目前飞机结构中大量使用的合金钢材,可以减轻重量40%左右。这又是钛的一个优越性。
![]() |
钛在常温下十分稳定,不怕强酸强碱的腐蚀,耐腐蚀的性能是所有金属中最好的。即使把它浸在王水里,它也毫不在乎。所以,钛合金有着比不锈钢更强的抗腐蚀性能。
钛和钛合金还有一种特殊的耐缝隙腐蚀的性能。相同的金属或不相同的金属,以及金属跟非金属之间,连接在一起时,它们之间的缝隙往往特别容易被腐蚀,致使连接着的零件松动,整个设备遭到损坏。如采用钛和钛合金,则可以避免这种缝隙腐蚀。
当钛合金被焊接后,在焊接的接头点,钛合金的性能基本上没有改变。即使是薄片形状的钛合金也是这样。
用钛合金材料制成的发动机,就是连续运转500多个小时,它的良好的综合性能依然如故。
要把一架飞机装配起来,需要钢制螺钉和铆钉上万个。如果换成钛合金的螺钉和铆钉,除了重量明显的减轻,在紧固性能、焊接性能和强度上,差不多都有明显的提高。有人曾经作过试验,一架飞机经过1669次起落,飞行时间1469小时以上,飞机上钛铆钉的性能仍然完全良好。
钛和钛合金除了有以上的各种性能外,它们的最大优点,还表现在它有极大的热稳定性。
飞行速度是声音速度3倍的超音速飞机,飞行时表面温度达到500℃,由于钛在1725℃才熔化,是高熔点的金属,所以用钛做机翼就十分合适。
宇宙飞船在飞行时,有时要遇到-100℃以下的低温,有时又要遇到500℃以上的高温,只有钛才能承受这种温差剧变的考验。
另外,钛和钛合金在高温下经过长时间的使用,用电子显微镜进行观察,它们的内部微观组织的变化也很小。
正由于钛有如此众多的优异性能,才使它登上了“航天金属”的全能冠军宝座。