如果有人問,飛機(jī)是用什么制造的?你一定會毫不猶豫地回答:是鋁鎂合金。是的,鋁鎂合金又輕又結(jié)實,在飛機(jī)制造業(yè)上耐實立下了汗馬功勞,直到現(xiàn)在,它還是制造許多飛行工具的主要材料。但是,隨著航空工業(yè)的發(fā)展,飛機(jī)的飛行速度越來越快,與飛機(jī)表面相接觸的一層空氣,由于摩擦生熱而使飛機(jī)表面的速度越升越高。這時候,鋁鎂合金就吃不消了,強(qiáng)度將迅速降低。事實證明,允許最高工作溫度僅攝氏二百度左右的鋁合金,根本不能用來制造飛行速度超過音速兩倍半的噴氣式飛機(jī);而用耐熱的不銹鋼來制造又太笨重。
那究竟用什么材料呢?唯一的選擇就是我們下面要結(jié)識的主角——鈦及鈦合金。一般來說,飛行速度超過二三倍音速的飛機(jī),就要用鈦合金來制造,其他的金屬很難勝任。那么,鈦都有哪些優(yōu)異的性能呢?
鈦最珍貴的特點是比重小,強(qiáng)度大,這方面它的性能比鈹還要優(yōu)越。舉例來說,鈦比鐵強(qiáng)韌得多,比重卻只有鐵的一半多一點,而且不會生銹。鈦比鋁稍微重一點,強(qiáng)度卻比鋁大三倍,它的耐熱本領(lǐng)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁。鈦的比強(qiáng)度——強(qiáng)度和比重的比值——是不銹鋼的三倍半,鋁合金的一點三倍,鎂合金的一點六倍,是目前所有金屬材料中最高的。
鈦合金既能經(jīng)受住攝氏四五百度以上高溫的鍛煉(這點鋁合金和不銹剛差遠(yuǎn)了,鋁在攝氏一百五十度、不銹鋼在攝氏三百一十度時都會喪失原來的優(yōu)良性能),又能抗得起攝氏零下一百多度低溫的考驗。因此,鈦和鈦合金已經(jīng)成為制造飛機(jī)、槍炮、船艦等現(xiàn)代武器不可映少的材料。比如,現(xiàn)代超音速噴氣式飛機(jī)的發(fā)動機(jī)以及機(jī)身中的防火壁、機(jī)架、艙蓋等,大部分就是用鈦合金來制造的,一架巨型噴氣式運輸機(jī)上有上百萬個緊固件,其中用鈦量可達(dá)幾噸甚至幾十噸。有些超音速遠(yuǎn)程截?fù)魴C(jī),用鈦量占它結(jié)構(gòu)總量的百分之九十五,所以得到了“鈦飛機(jī)”的稱號。
既輕便又強(qiáng)韌的鈦和鈦合金,還可用來制造自動迫擊炮以及裝甲車、坦克的某些零件。這樣做有很多好處,比如用鈦合金代替鋼材制造坦克的懸吊裝置和履帶之后,一下子就可以減輕重量百分之四十,這對提高坦克的作戰(zhàn)機(jī)動能力不是太有用了嗎?