张 曙 张炳生 谭为民

1 钛合金及其在工业中的应用

钛具有强度高、重量轻和优异的耐腐蚀性，解决了很多的工程难题。钛比钢的强度高30%以上，但重量轻近40%。钛比铝重一倍，但强度高 60%。钛合金是以钛为基体加入铝、锰、铁、钼和其他金属的合金，以增加钛的强度和耐高温性能，分为α-钛合金、β-钛合金、α β-钛合金和较新的钛铝合金，其中αβ-钛合金（Ti6Al4V）应用最为广泛。钛合金的高耐蚀性也是一种宝贵的特点，当暴露于大气中时，钛能形成抗拒许多腐蚀性物料的氧化膜。

钛合金凭借其优越的属性，特别是强度重量比很高，在新兴的航空航天工业中获得越来越广泛的应用。例如，机身的结构部件、起落架、液压系统、航空发动机零部件等。近年来在新型飞机上，钛合金材料所占的比例已经由5%提高到14%以上。火箭、导弹和飞船的钛合金零部件所占比例更高。

随着钛合金的成本降低，使其工业应用逐渐扩展到造船工业，例如潜艇，船舶螺旋桨、索具和其他需要高耐腐蚀性的零部件。此外，由于钛与人体组织的亲和性，正在越来越多地用于医学工程，成为人体植入物和骨骼修复的主要材料。

在汽车工业，近年来开始使用钛合金制造发动机气门、连杆、车轮轮毂螺钉、排气系统和悬挂弹簧。钛合金组件可在增加发动机功率和扭矩的同时提高燃油经济性，并解决噪声和振动的问题。钛合金零部件降低材料重量约 50%，并大幅度提高其使用寿命。钛悬挂弹簧不仅能明显降低重量，而且允许增加有效载荷和更大的乘用空间。……