钛是一种银白色金属,用钛制造飞机始于20世纪50年代。随着航空空和航天工业的发展,其用途越来越多,是制造飞机、火箭、飞船、导弹、卫星等的最佳材料。并且钛及钛合金具有与钢相当的优异韧性和硬度,因此其机械强度明显优于其他合金材料,相比较而言是最理想的高强度材料。
钛的密度比较小,是一种轻金属,只有钢的一半左右。用钛合金代替目前飞机结构中广泛使用的合金钢,可以减轻40%左右的重量。这是钛的另一个优点。钛在常温下非常稳定,不怕强酸强碱的腐蚀,耐腐蚀性是所有金属中最好的。即使是浸在王水里,它也完全不在乎。因此,钛合金比不锈钢具有更强的耐腐蚀性。
钛和钛合金对缝隙腐蚀有特殊的抵抗力。当同一种金属或不同的金属,以及金属与非金属之间连接在一起时,它们之间的缝隙往往特别容易被腐蚀,造成连接部位的松动和整个设备的损坏。如果使用钛和钛合金,这种缝隙腐蚀是可以避免的。钛合金焊接时,钛合金的性能在焊接接头处基本不变。即使对于片状的钛合金也是如此。
组装一架飞机需要数万个钢螺钉和铆钉。如果更换钛合金材质的螺钉和铆钉,除了重量明显减轻之外,紧固性能、焊接性能和强度也会有明显的提高。有人做了一个测试。经过1669次起降,一架飞机的飞行时间超过1469小时,飞机上钛铆钉的性能仍然完全良好。
而钛及钛合金具有上述所有性能,其最大的优势在于热稳定性极大。因为钛的熔点是1725℃,是高熔点金属,所以用钛做aero 空发动机非常合适。aero 空发动机的备件必须在高温、高压、高速下工作几千个小时,这对aero 空材料的要求非常高。经过长期研究,我国在航空航天新材料钛合金方面取得了重大突破,钛合金主要用于制造aero 空发动机压气机叶片、轮盘、机匣等零部件。这些零件要求材料在300℃ ~ 600℃的工作条件下具有较高的比强度、高温抗蠕变性、疲劳强度、持久强度和组织稳定性。
我国钛的储量不小,但资源非常丰富;据资料显示,中国钛资源达9.6亿吨,居世界第一位,占世界探明储量的38.8%,主要集中在四川、云南、广东、广西和海南等地。,而现在的落后主要在于钛材的深加工。