我國將在裝甲步戰(zhàn)車首次使用鈦合金

鈦元素在地球上的儲量其實很多，在自然界中的排名第十，總儲量是銅的61倍，主要以鈦鐵礦及金紅石的形式存在。但由于鈦材料的分布比較分散，難以提取，再加上其在熔融狀態(tài)下的化學性質極為活潑，在提煉過程中很容易氧化，甚至在熔融狀態(tài)下與高爐的耐火材料發(fā)生反應，奪取其氧原子而造成高爐損毀，因此必須使用帶冷卻水的紫銅坩堝來提煉，也就是所謂的電子束或者等離子冷爐床熔煉法。由于提煉困難，人類從發(fā)現(xiàn)鈦元素到制得純鈦，歷時一百多年。而鈦材料真正的應用則是20世紀40年代以后的事情了。

鈦材料的硬度和韌性都和鋼材很接近，但其比重卻很輕，只有4.51克/立方厘米，只有鋼材的60%，其比強度超過鋼材近1倍，同時比密度更小的鋁合金強度高出2倍，綜合力學性能極佳。鈦合金還有一優(yōu)勢那就是耐高溫和耐腐蝕，而且沒有磁性，其本身熔點1668攝氏度，超過了鋼材，高溫低溫特性優(yōu)良，其化學性質也非常的穩(wěn)定，常溫下可以抵御各種強酸強堿和氯氣的侵蝕，甚至連王水也奈何不了它，在海水中更是幾乎不會發(fā)生腐蝕，即使浸泡幾十年也依然光亮如新，這使它成為了制造航空航天器及核潛艇外殼的絕佳材料。但是美中不足的是鈦材料不僅提煉成本極高，其導電性和導熱性都較差，機械性能也較差，不僅斷面收縮率較大，而且其彈性模量較小，不適合用于做結構材料。但其與某些金屬組成鈦合金材料后的性能變化非常的明顯，強度硬度都有很大的提升，也是鈦材料在工程上應用的主要方式。

在中國兵器集團一則宣傳片中提到了該廠技術工人正在攻關用于新一代步戰(zhàn)車用的鈦合金框架和鈦合金車體新工藝，新技術的情況。這可是中國在軍事裝備上破天荒的第一次任性，雖然在裝甲車輛上使用鈦合金材料并不算是什么新概念，以前也有不少的國家開展了這方面的研究，終因價格過于昂貴和費效比不高而放棄。我們國家在軍事裝備的研制上一向都遵循著量力而行的原則，走的都是低成本和方便大規(guī)模生產(chǎn)的路線，那么又是什么原因讓中國新型步戰(zhàn)車要應用到鈦合金材料?從兵器集團的口氣也可以看出其對鈦合金材料的制造工藝還是很有信心的，畢竟國內(nèi)在兵器上使用鈦合金結構件也是相當?shù)挠薪?jīng)驗，從QJG-02式14.5毫米機槍到AH-4超輕型火炮的研制，鈦合金結構件的應用已經(jīng)是非常的成熟，用于戰(zhàn)車上也應該不成問題。

鈦合金材料的焊接和加工性能都比較差，這也進一步增加了其制造成本，不過隨著電子束焊和各種新型刀具的飛速進展，鈦合金的加工難題也會得到完美的解決。綜合來看，使用鈦合金材料做為戰(zhàn)車的結構件和裝甲材料其成本至少是鋼材的20倍，而且這些用于步戰(zhàn)車的都是屬于回收再利用的低成本鈦合金材料。低成本鈦合金的原料來源主要包括機加工的碎屑、軋制鍛造過程中產(chǎn)生的廢料殘料，還有海綿鈦和中間合金等廢棄材料，經(jīng)過冷爐床工藝重新熔煉而成，其材料成本較低，適合用于戰(zhàn)車、超輕型機槍火炮等結構材料及裝甲。之所以要采用鈦合金來做為戰(zhàn)車的結構材料和裝甲主要還是為了減重，而且其減重效果比采用鋁合金還要明顯，結構也不會顯得太過臃腫，不僅大大的減輕了車身自重，降低發(fā)動機的負擔，也更加適合空運與空投。從性能上來看，采用鈦合金做為結構件和車體裝甲的步戰(zhàn)車其體積結構與鋼材的傳統(tǒng)步戰(zhàn)車差別不大，重量卻能降低近30%，這對于動輒二十幾噸的大家伙來說減重還是比較明顯的，而同樣采用鋁合金材料的戰(zhàn)車，如美軍的M113裝甲運兵車和M2“布雷德利”裝甲步戰(zhàn)車則體積龐大了許多，外形臃腫，抗彈性也遜色許多，其減重效果也只有20%左右，沒有鈦合金材料來得明顯。采用鈦合金材料的應該是我軍的新一代傘兵戰(zhàn)車，只有這類輕型戰(zhàn)車才會那么計較重量和體積，使用鈦合金材料所增加的成本都可以在后續(xù)的使用中省回來，這也是一向摳門的中國軍工突然變得任性的主要原因。