鈦是一種重要(yao)的(de)金屬結構材料，其密度(du)(du)（4.506g/cm3)約為鋼鐵材料的(de)一半，但(dan)它具有(you)接(jie)近于鋼的(de)機械強(qiang)度(du)(du)。鈦合金因具有(you)比強(qiang)度(du)(du)高、耐蝕性好、高低溫力學性能優良(liang)等(deng)特點而被廣(guang)泛用于各個領域。
有研(yan)集團自上世紀(ji)60年(nian)代起(qi)就從事(shi)鈦合金(jin)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)和產(chan)品研(yan)制工作，先后援建(jian)了寶雞有色金(jin)屬(shu)加工廠/研(yan)究(jiu)(jiu)所（現(xian)寶鈦集團和西北有色金(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)）、廣州有色金(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)等單位，為中國鈦合金(jin)工業的(de)建(jian)立(li)奠(dian)定了基礎。當年(nian)的(de)篳(bi)路(lu)藍縷，今天的(de)碩果(guo)累累，很(hen)是難忘。
“鈦”難忘——“長五”的脊梁
隨著國(guo)(guo)家航(hang)(hang)天(tian)事業(ye)的(de)發(fa)(fa)展，對鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)型材(cai)提(ti)出了(le)嚴格的(de)要求，而當時(shi)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)型材(cai)是國(guo)(guo)內唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)類尚未實(shi)現(xian)貨架產品供(gong)應的(de)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)半成(cheng)(cheng)品材(cai)料。為(wei)滿(man)足國(guo)(guo)家航(hang)(hang)天(tian)工業(ye)對鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)型材(cai)的(de)需求，實(shi)驗室與寶鈦(tai)(tai)集(ji)團(tuan)經過(guo)刻苦攻關，突破(po)了(le)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)擠壓(ya)型材(cai)工藝技術。鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)型材(cai)代(dai)替鋁(lv)合(he)金(jin)型材(cai)，提(ti)高了(le)支撐構(gou)件(jian)的(de)高溫結構(gou)剛(gang)度。研(yan)制(zhi)國(guo)(guo)產鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)型材(cai)，助(zhu)力我國(guo)(guo)目(mu)前起飛重量(liang)最大、技術跨(kua)度最大、運(yun)載(zai)能力最大的(de)新(xin)一(yi)(yi)代(dai)大型運(yun)載(zai)火箭(jian)“長征五號(hao)”首(shou)飛成(cheng)(cheng)功(gong)，實(shi)現(xian)了(le)國(guo)(guo)產鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)型材(cai)在航(hang)(hang)天(tian)領(ling)域(yu)的(de)首(shou)次成(cheng)(cheng)功(gong)應用(yong)，填補了(le)國(guo)(guo)內空白。有(you)研(yan)總(zong)院（現(xian)有(you)研(yan)集(ji)團(tuan)）也收到了(le)國(guo)(guo)家主管單位發(fa)(fa)來的(de)感謝(xie)信。2021年4月29日，長征五號(hao)B遙二運(yun)載(zai)火箭(jian)助(zhu)力空間站(zhan)天(tian)和(he)核心艙發(fa)(fa)射任務取得圓滿(man)成(cheng)(cheng)功(gong)。
“鈦”難忘——飛天的夢想
星(xing)箭(jian)(jian)分離(li)是衛星(xing)發(fa)射中的(de)(de)重要環節(jie)。它是指運載火箭(jian)(jian)飛(fei)行達到預(yu)定高(gao)度(du)和速度(du)并經姿態調整后，衛星(xing)以一定的(de)(de)相(xiang)對速度(du)與(yu)火箭(jian)(jian)分離(li)的(de)(de)過程(cheng)。星(xing)箭(jian)(jian)分離(li)系統(tong)中最為關(guan)鍵的(de)(de)結構件(jian)就是星(xing)箭(jian)(jian)連接帶。為提高(gao)衛星(xing)的(de)(de)有(you)效發(fa)射載荷，急需研制一種(zhong)輕質高(gao)強(qiang)高(gao)韌的(de)(de)材料來代(dai)替原有(you)的(de)(de)不銹(xiu)鋼材料。
上(shang)世紀70年(nian)代，有研(yan)總院(yuan)從事(shi)鈦(tai)合金的(de)研(yan)究(jiu)人員(yuan)就致力于高強(qiang)高韌鈦(tai)合金的(de)體系(xi)研(yan)究(jiu)和產(chan)品試(shi)制(zhi)，完成了TB2星箭連(lian)接帶科研(yan)及試(shi)制(zhi)工作。他們突破了冷(leng)軋和整體熱處理(li)等關鍵技術難題，使得該(gai)合金具有優(you)異的(de)工藝(yi)成型性能、高的(de)比強(qiang)度和良好的(de)焊接性能。
1984年，TB2星箭連(lian)接帶獲(huo)(huo)得(de)首飛(fei)成功(gong)。TB2合(he)金(jin)(jin)作(zuo)為擁有完全(quan)自主知識產權的(de)高強高韌鈦合(he)金(jin)(jin)，獲(huo)(huo)得(de)了國家(jia)鈦合(he)金(jin)(jin)牌號(hao)注冊。1985年，該項目榮獲(huo)(huo)國家(jia)科學技術進步特等獎。
“百(bai)尺竿頭(tou)更進一(yi)步”，鈦合金研究所(suo)的(de)(de)科研人員又繼續(xu)開展(zhan)了TB10鈦合金的(de)(de)研制(zhi)工(gong)作(zuo)，并突(tu)破了軋制(zhi)及強韌化處理等關鍵技術難題(ti)。2000年，TB10星箭連接機構左(zuo)右連桿也成功應用(yong)到(dao)衛星上(shang)，并成功應用(yong)于上(shang)百(bai)次的(de)(de)正式(shi)飛行(xing)，保(bao)障(zhang)了國家重(zhong)大需求，打下了“鈦”難忘的(de)(de)烙印。
五十(shi)(shi)年來，鈦(tai)合(he)金科研工作者，面向國家重大需求，開(kai)發出(chu)了新中(zhong)國首個(ge)純鈦(tai)鑄錠和首個(ge)鈦(tai)合(he)金鑄錠，開(kai)發出(chu)了具有自主知(zhi)識產權的高(gao)強鈦(tai)合(he)金體(ti)系，注冊了TB2、TB10、TB16等多項國家鈦(tai)合(he)金牌號(hao)。“十(shi)(shi)五”以來，先進鈦(tai)合(he)金材料與(yu)制備加工技(ji)術(shu)研究室共獲(huo)得省部級科學技(ji)術(shu)獎勵十(shi)(shi)余項。
注：鈦(tai)(tai)(tai)的(de)熔點為1668°C，在低(di)于882°C時(shi)呈密排六方晶格結(jie)(jie)構(gou)，稱為α鈦(tai)(tai)(tai)；在882°C以(yi)上呈體(ti)(ti)心立方晶格結(jie)(jie)構(gou)，稱為β鈦(tai)(tai)(tai)。在鈦(tai)(tai)(tai)中添加(jia)適當的(de)合(he)(he)金元素(su)，使其相(xiang)變(bian)溫度(du)及(ji)相(xiang)分(fen)含(han)量(liang)逐漸改變(bian)而得(de)到不同組織的(de)鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金。室溫下(xia)，鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金有三種基體(ti)(ti)組織，鈦(tai)(tai)(tai)合(he)(he)金也就分(fen)為以(yi)下(xia)三類：α合(he)(he)金，(α+β)合(he)(he)金和(he)β合(he)(he)金，分(fen)別以(yi)TA、TC、TB表示。