鈦是一(yi)種重要的金屬結構材料，其(qi)密度（4.506g/cm3)約為鋼(gang)鐵材料的一(yi)半，但它具有(you)接近(jin)于鋼(gang)的機(ji)械強度。鈦合(he)金因具有(you)比強度高(gao)、耐蝕性好、高(gao)低溫力學性能優良等特(te)點而被廣泛用(yong)于各(ge)個領(ling)域。
有(you)研(yan)集(ji)團自上(shang)世(shi)紀60年(nian)代(dai)起就從(cong)事(shi)鈦合(he)(he)金(jin)的研(yan)究(jiu)和產品研(yan)制工(gong)作，先后(hou)援建了(le)寶雞有(you)色金(jin)屬(shu)加工(gong)廠/研(yan)究(jiu)所（現寶鈦集(ji)團和西北有(you)色金(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)院）、廣州有(you)色金(jin)屬(shu)研(yan)究(jiu)院等(deng)單位，為中國鈦合(he)(he)金(jin)工(gong)業的建立奠定(ding)了(le)基礎。當(dang)年(nian)的篳路(lu)藍縷，今天的碩果(guo)累累，很是難忘。
“鈦”難忘——“長五”的脊梁
隨著(zhu)國家(jia)航(hang)天事(shi)業的(de)(de)發(fa)展，對鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材提出了(le)嚴(yan)格的(de)(de)要求(qiu)，而當時鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材是國內唯一(yi)一(yi)類(lei)尚未實(shi)現(xian)貨架(jia)產品供應(ying)的(de)(de)鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)半成品材料。為滿(man)(man)足國家(jia)航(hang)天工業對鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材的(de)(de)需求(qiu)，實(shi)驗室與寶鈦(tai)(tai)集團經過刻苦攻關，突破了(le)鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)擠(ji)壓型(xing)(xing)材工藝技術。鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材代替鋁合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材，提高了(le)支(zhi)撐構件的(de)(de)高溫結(jie)構剛度。研制國產鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材，助(zhu)力我國目前(qian)起飛重量(liang)最大、技術跨度最大、運載能力最大的(de)(de)新一(yi)代大型(xing)(xing)運載火箭“長征五(wu)號(hao)”首(shou)飛成功(gong)，實(shi)現(xian)了(le)國產鈦(tai)(tai)合金(jin)(jin)型(xing)(xing)材在航(hang)天領域(yu)的(de)(de)首(shou)次成功(gong)應(ying)用，填補了(le)國內空白。有研總院（現(xian)有研集團）也收到了(le)國家(jia)主管單位發(fa)來的(de)(de)感謝信。2021年4月29日，長征五(wu)號(hao)B遙(yao)二運載火箭助(zhu)力空間(jian)站天和(he)核心艙發(fa)射任務取得(de)圓滿(man)(man)成功(gong)。
“鈦”難忘——飛天的夢想
星箭(jian)分(fen)(fen)離是(shi)衛(wei)星發射(she)中的(de)(de)(de)重要環節。它是(shi)指運載火箭(jian)飛行達到預定高度(du)(du)和速度(du)(du)并經(jing)姿(zi)態調整后，衛(wei)星以一定的(de)(de)(de)相對(dui)速度(du)(du)與(yu)火箭(jian)分(fen)(fen)離的(de)(de)(de)過程。星箭(jian)分(fen)(fen)離系統中最為關(guan)鍵的(de)(de)(de)結構(gou)件就(jiu)是(shi)星箭(jian)連接帶。為提高衛(wei)星的(de)(de)(de)有效發射(she)載荷，急(ji)需研(yan)制一種輕質高強高韌的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料來代替原有的(de)(de)(de)不銹鋼材(cai)(cai)料。
上世(shi)紀70年代，有(you)研總院(yuan)從事(shi)鈦合金(jin)的研究(jiu)人(ren)員(yuan)就致力于高(gao)強(qiang)高(gao)韌(ren)鈦合金(jin)的體系研究(jiu)和(he)產品試制(zhi)，完成了(le)TB2星箭連接帶科研及試制(zhi)工(gong)(gong)作。他們突破了(le)冷軋和(he)整體熱處理等關鍵(jian)技術難(nan)題，使得該合金(jin)具(ju)有(you)優異的工(gong)(gong)藝成型性(xing)能(neng)、高(gao)的比強(qiang)度和(he)良(liang)好的焊接性(xing)能(neng)。
1984年，TB2星箭連接帶獲(huo)得(de)首飛成功。TB2合(he)(he)(he)金(jin)作為擁有完全自主知識(shi)產權的高(gao)強高(gao)韌(ren)鈦合(he)(he)(he)金(jin)，獲(huo)得(de)了國家(jia)鈦合(he)(he)(he)金(jin)牌號注冊。1985年，該(gai)項目榮獲(huo)國家(jia)科學技術(shu)進步特(te)等獎。
“百尺竿頭(tou)更進(jin)一(yi)步”，鈦(tai)合金研(yan)究所(suo)的(de)科研(yan)人員(yuan)又繼續開展了(le)(le)(le)TB10鈦(tai)合金的(de)研(yan)制(zhi)工作，并突破了(le)(le)(le)軋(ya)制(zhi)及(ji)強韌(ren)化(hua)處(chu)理等關鍵技術難題。2000年，TB10星箭連接機構(gou)左右連桿也成(cheng)功(gong)應用到衛星上(shang)，并成(cheng)功(gong)應用于上(shang)百次的(de)正式(shi)飛行，保障了(le)(le)(le)國家重大需求，打下(xia)了(le)(le)(le)“鈦(tai)”難忘的(de)烙(luo)印。
五(wu)十年來，鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合金(jin)(jin)(jin)科(ke)研(yan)工作(zuo)者(zhe)，面向國家重大需求，開(kai)發(fa)出了新中國首個(ge)純鈦(tai)(tai)(tai)(tai)鑄錠(ding)和首個(ge)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合金(jin)(jin)(jin)鑄錠(ding)，開(kai)發(fa)出了具有自主(zhu)知識產權的高強(qiang)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合金(jin)(jin)(jin)體系，注冊了TB2、TB10、TB16等多項(xiang)國家鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合金(jin)(jin)(jin)牌號(hao)。“十五(wu)”以來，先(xian)進鈦(tai)(tai)(tai)(tai)合金(jin)(jin)(jin)材料與制備加(jia)工技術研(yan)究室共獲得省(sheng)部(bu)級科(ke)學技術獎勵十余項(xiang)。
注：鈦的熔點為1668°C，在低于882°C時呈(cheng)密排六(liu)方(fang)晶(jing)格(ge)結(jie)構(gou)，稱為α鈦；在882°C以(yi)上呈(cheng)體心立方(fang)晶(jing)格(ge)結(jie)構(gou)，稱為β鈦。在鈦中添加(jia)適(shi)當(dang)的合(he)金(jin)(jin)元素，使其相變(bian)溫(wen)度及(ji)相分含量逐漸改變(bian)而得(de)到不同組(zu)(zu)織的鈦合(he)金(jin)(jin)。室溫(wen)下，鈦合(he)金(jin)(jin)有三種基體組(zu)(zu)織，鈦合(he)金(jin)(jin)也就(jiu)分為以(yi)下三類：α合(he)金(jin)(jin)，(α+β)合(he)金(jin)(jin)和β合(he)金(jin)(jin)，分別以(yi)TA、TC、TB表示。