鈦是建造艦船、潛艇的優(yōu)選材料

人類在廣泛使用金屬的歷史進程中，經(jīng)歷了從遠古時代的青銅器到鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應(yīng)用的金屬元素是哪一種呢﹖ 這種金屬已被科學(xué)家預(yù)言為鈦。這是因為鈦具有熔點高、硬度大、可塑性強、密度小、耐腐蝕等優(yōu)點?，F(xiàn)在，人們對鈦的稱譽很多，“新興金屬”、“時髦金屬”、“健康金屬”--“鈦坦克”“鈦潛艇”“鈦炮”“鈦槍”……種種“鈦式武器”已經(jīng)在世界上出現(xiàn)?？梢哉f，鈦潛艇稱得上是最大的“鈦式武器”裝備，這也是鈦的魅力之所在。

鈦材加工：
由于熔煉工藝復(fù)雜、加工難度大，目前世界上僅有美國、俄羅斯、日本、中國四個國家掌握完整的鈦工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，形成四強稱雄的格局。此外歐洲雖然沒有海綿鈦工業(yè)，但是鈦加工材和應(yīng)用技術(shù)處于世界先進水平。鈦加工材生產(chǎn)國主要包括中國、美國、俄羅斯、日本、歐洲。自2010 年以來，中國鈦加工材產(chǎn)量已居世界第一位。世界各國由于軍事、經(jīng)濟及工業(yè)水平的不同，其鈦應(yīng)用狀況有較大的差異。在消費結(jié)構(gòu)方面，美國和俄羅斯以軍事為主航空航天分別占70%和60%，民用工業(yè)占30%和40%；中國和日本以民用為主，約占80~90%，而航空及軍工占10~20%。美國是航空航天大國，也是世界上最大的軍事強國。近年來其鈦加工材的55%用于航空（包括軍用及民用航空器）、9%用于非航空軍工，25%用于工業(yè)，11%民用。與美國不同，日本鈦工業(yè)以民用為主。其鈦材消費結(jié)構(gòu)為： 化工32%、銷售業(yè)20%、汽車14%、民用11%、電力及海水淡化約10%、飛機6%、建筑、土木及海洋約3%，及其他4%。目前， 俄羅斯鈦材主要用于航空和艦船， 分別占65%及26%。歐洲鈦應(yīng)用主要集中在航空工業(yè)和民用工業(yè)， 前者占60%左右，后者占40%左右。歐洲有空中客車公司，有制造航空航天發(fā)動機的法國SAFRAN 公司和英國羅-羅公司， 其鈦產(chǎn)業(yè)主要是圍繞這些企業(yè)需求來展開和發(fā)展的。主要消費領(lǐng)域是化工（約占52%）、電力（13%）、航空航天（11%）、體育休閑（5%）、冶金（6%）和真空制鹽（4%）等行業(yè)。根據(jù)30 家企業(yè)的統(tǒng)計，2015 年中國共生產(chǎn)鈦加工材48646t，從鈦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面來看，板材占46.8%，棒材22.3%，管材13.2%，鍛件8.7%，鈦絲占0.9%、鑄件占3.3%，其他占4.8%。由于鈦在高溫條件下化學(xué)性質(zhì)十分活潑，易與氧、氮、碳、氫等元素發(fā)生反應(yīng)，對提取純鈦造成極大影響，所以在鈦冶金史上生產(chǎn)海綿鈦的工藝一直比較復(fù)雜。至今海綿鈦的生產(chǎn)工藝出現(xiàn)過很多種，但真正大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的只有Kroll 法和Hunter 法，其他的方法或已淘汰，或仍停留在實驗室階段。

海洋工程用材料，要求必須具有高強度、耐海水熱液腐蝕、抗硫化腐蝕、抗微生物附著、高韌性等特點。而鈦金屬質(zhì)輕、高強、耐蝕，特別對鹽水或海水和海洋大氣環(huán)境的侵蝕有免疫能力，是優(yōu)質(zhì)輕型結(jié)構(gòu)材料，被稱為“海洋金屬”，是重要的戰(zhàn)略金屬材料。我國從事鈦材在艦船上的應(yīng)用研究起步并不晚，早在20世紀60年代便已開始，40多年來，我國船用鈦合金從研制開發(fā)到船舶及海洋工程的建設(shè)等方面做了大量的工作，對艦船的動力推進系統(tǒng)、深潛器耐壓殼體、聲納導(dǎo)流罩等應(yīng)用領(lǐng)域進行了研究，取得了一些進展。但在艦船制造業(yè)大量應(yīng)用鈦還進展緩慢，目前處于發(fā)展階段，這與我國國防科技的發(fā)展是不相稱的。我國的艦艇裝備與俄羅斯、美國等發(fā)達國家相比還比較落后。因此，近年來，我國鈦工業(yè)有了長足的發(fā)展，鈦材的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，鈦材也為人們越來越多地了解。由于鈦材的優(yōu)異性能，耐磨、輕質(zhì)、比強度高等特點，鈦在艦船領(lǐng)域的應(yīng)用已成為我國鈦工業(yè)工作者多年來為之努力的方向。

隨著人們對鈦的開發(fā)利用，發(fā)現(xiàn)鈦不光是航空器材的理想材料，而且也是建造艦船、潛艇的優(yōu)選材料。鈦有“潛海金屬”之美譽。鈦合金是登天的英雄，是潛海的好漢。潛艇在深海中航行時，要承受巨大的壓力。下潛得愈深，承受的壓力愈大。核潛艇的外殼采用鈦合金制造，其下潛深度是一般潛艇的兩倍以上。這就好比我們到海南旅游學(xué)潛水一樣，身體素質(zhì)好的可以潛到10米甚至更深，身體素質(zhì)差的潛到5米就喊受不了只得浮出水面嘆息。