开头

【资料图】

C919作为中国首款自主研发的大飞机，是值得我们国人骄傲的。

先不管它的零件是不是大多数从采购国外的，但有一点就可以吊打国外。

那就是C919飞机上的钛合金用量，达到机身结构重量的9.3%，远超过同级别中波音 737的4%和空客A320的4.5%。

而且这次完全是纯国产化的钛合金材料，让我们看到了国产大飞机背后中国制造的强大实力。

那么钛合金用量多，究竟会带来怎样的重大意义？

钛历史

说起钛的发现，要从1791年讲起。

当时英国有个业余矿物学家，名叫格雷戈尔，有一次他在散步的时候，发现在小溪旁竟然有一些黑色的沙子，而且那些沙还会被磁铁吸引。

当时他就觉得非常稀奇，于是把它们带到了实验室，经过一番研究后发现，这些沙子里面有两种金属氧化物；一种是氧化铁，另外一种是他无法辨识的白色金属氧化物。

尽管他查阅了很多书籍，但依然无法找到答案。

4年后，也就是1795年，普鲁士化学家克拉普罗特，在匈牙利的金红石中也发现到这种氧化物。

他觉得这应该是一种新元素，于是就以希腊神话中的泰坦（Titans）为其命名，也就是我们常说的钛。

但是这种并不是纯钛，而是钛的氧化物，想要得到金属钛并不是一件容易的事，不仅非常的耗时耗力，而且价格还非常昂贵。

直到1910年，情况才发生了变化。

当时美国一个名叫马修亨特的哥们，对技术十分钻研，为了解决一个难题需要生产钛，但如何操作一时半会也不知道怎么弄好。

于是他天天带着一个大罐子到处做实验，有一次将四氯化钛和钠放到一起，并加热到700-800摄氏度。

神奇的一幕出现，最终得到了纯度为99.9%的纯钛，但仅仅只有1克，而且还是实验室阶段。

又过了几十年，科学家威廉克罗尔改良了马修亨特的实验，使用更加便宜的镁来还原钛，可以得到几十公斤的纯钛。

到了二战结束的时候，随着科技的不断发展，人们想要造出一些非常坚固同时又轻巧的飞行器，但是用什么材料好呢？

在一顿寻找操作后，最终科学家们把目光转移到克罗尔所弄的钛上面。

钛的优点太多了，不仅质量轻强度又高，而且还耐高温。但另外一个问题来了，是使用纯钛好，还是使用钛合金好呢？

纯钛是一种银白色金属，通常含钛量在99%以上，其余为一些杂质。

而钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金，如铝、镍、铬、铜等。通过这些元素的加持，最终能获得更高的强度、耐蚀性和抗高温性能。

这么看来，钛合金确实比纯钛好，因此也被各种飞行器所采用。

比如美国著名的SR71黑鸟侦察机，93%机身使用了钛合金后，速度可达到3马赫，曾数千次侦察他国情报，让上百枚地空导弹成为空弹，却从未被击落。

中国生产钛

虽然钛合金优点颇多，但制造工艺较为复杂，如果任何一个环节出现问题，那么就直接报废。

所以目前只有几个工业大国才能够制造，中国这次的国产C919就是一个强有力的证明。

值得一提的是，中国的海绵钛和钛材的产量，已经稳坐世界第一，而且是好多年了。

什么是海绵钛和钛材？

从自然界产出的钛矿石，主要包括金红石和钛铁矿矿石为主要原料，经选矿、富集后得到天然金红石精矿和钛铁精矿，经镁还原法等提取工艺，从而形成多孔的海绵钛。

之后以海绵钛作为原材料，经深加工就可以成为最终的钛材，其中就包括钛合金。

比如这次在C919飞机上就大量使用了钛合金，前机身压板、机头蒙皮、吊挂、中央翼缘条、尾翼接头、机翼滑轨等部位均使用了钛合金，这样做的作用就是减重。

在飞机的发动机叶片装置上，也使用国产的高科技钛合金材料。

在保证同等的质量和强度的情况下，能够使得叶片的重量更加轻盈，并且经过一定航行后的对比参照，耐高温和耐寒等数值都非常不错。

有人会好奇，飞机结实就行了，飞得起来，也能实现飞行的各项参数和指标，为什么要死磕这个减重呢？

要知道哪怕给飞机减重1克，所带来的效果也是非常明显的，机身整体重量有下降，长时间飞行累积下来，节约的能效是非常可观的。

就比如太胖太重的鸟，如果想飞起来，是不是要费更大的力气，需要强大的翅膀和羽翼带动才行。

当年，美国政府为了解决波音787飞机的超重问题，不惜投入3亿美元研究使用钛合金以取代铝合金。

效果也是非常明显，最终波音787机体钛合金用量达15%，创下民用客机机体钛合金用量最高纪录。

当然了，中国飞机中的钛合金用量也在不断提高，比如这次的C919飞机。

它的钛合金用量，达到机身结构重量的9.3%，远超过同级别中波音737的4% 和空客A320的4.5%。

当然了，那么多钛合金的锻件，自然离不开制造他们的机器。

比如一个用于C919的钛合金锻件接头，重量就为600公斤。

为了制造类似的锻件，中国建设了世界上压力最大的8万吨液压机，一举打破了苏联7.5万吨模锻液压机保持51年的世界纪录。

通过这玩意的热模锻造以及等温超塑性成形，可以制造出精度更高的锻造件，给C919钛合金组件在强度方面带来了保险。

8万吨级模锻液压机到底有多牛？

就这么说吧，它的巨大压制能力，相当于把8000辆10吨载重卡车，压在一张书桌大小的面积上。

这让我想起电影《终结者》里面压死机器人那个压机，要是用这个8万吨的压，岂不是压成合金饼了？就没有后面的天网什么的了。

结尾

一款好的钛合金产品的制造，不仅仅是材料方面的考验，更是大国重器方面的较量。

就好比原子弹的核裂变原理，网上都公开了，但真正能做出来的恐怕就只有联合国五常吧。

大飞机也一样，如何制造出更加稳定坚固的钛合金组件，毫无疑问，目前的中国是完全有实力可以硬刚国外！