你造吗?钛合金种类竟达数百种……

　　在说钛合金之前，我们先来看看有色金属。

　　平常我们所说的有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属。广义的有色金属包括有色合金。

　　有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%)，加入一种或几种其他元素而构成的合金。

　　有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合机械性能。常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。

　　现在，我们就来聊聊有色合金金属里一种"有生命的合金"--钛合金。

　　之所以聊钛合金，是因为钛合金以其优异的特性，已被广泛运用在各个领域。

　　从20世纪运用在各金属机械的结构件到21世纪逐渐运用在人体内，到现在变成可食用金属合金容器，钛合金的众多优异特性在不断被发掘。

　　我国“十三五”战略提出对钛合金等高新材料要大力发展。

　　目前,世界上已研制出的钛合金有数百种,最著名的合金有20～30种,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。

　　但目前，国人对它的认知度尚浅，这对钛合金的发展有一定的阻碍作用。

　　所以，今天就来为大家介绍钛合金，提高大家对这一有色合金的认知，让钛合金更深入地走进人们的日常生活：

　　一、钛合金原理

　　钛合金是以钛为基础加入其它元素组成的合金，钛有两种同质异晶体：钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构，称为β钛。

　　利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。

　　例如，当我们添加“镍”金属元素时，它就变成“镍钛形状记忆合金”。

　　其在不同的相变温度下，呈现不同的形状。

　　但当其在受到有限度的塑性变形后，利用不同的方式，可都使其恢复到原来的形状。

　　由它制成的温控弹簧，利用镍钛形状记忆合金的形状记忆功能，已被运用在热水器、温控阀门、消防报警装置及电器设备的保安装置等。

　　二、钛合金发展历程及用途

　　钛合金具有强度高而密度小，机械性能好，韧性和抗蚀性能好等优点。

　　1948年，钛的工业化生产开始。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。

　　钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

　　60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

　　中国于1956年开始钛和钛合金研究;60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。

　　钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。

　　1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。

　　60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20%～25%。

　　70年代，钛合金主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。

　　人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

　　钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料，可用作植入人体的植入物等。

　　80年代，美国开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。随后，日本、英国也进行研究，并取得一些进展。

　　到了21世纪，钛合金已被广泛运用在医学领域，诸如制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨及人体血管中等。

　　2017年，中国首创了直径仅为0.06mm的钛合金金属丝--肺癌定位丝，可将其植入到肺癌患者肺部，对肺癌细胞精准定位，可长期不取。

　　钛合金除在医学领域中的运用，现在还被制作为食品容器，日益生活化。

　　未来，相信随着医疗水平、科研水平的不断提高，钛合金的用途将被广泛挖掘，也将会越来越多的被运用到人类生活中。

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