我國(guó)將在裝甲步戰(zhàn)車首次使用鈦合金

鈦元素在地球上的儲(chǔ)量其實(shí)很多，在自然界中的排名第十，總儲(chǔ)量是銅的61倍，主要以鈦鐵礦及金紅石的形式存在。但由于鈦材料的分布比較分散，難以提取，再加上其在熔融狀態(tài)下的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，在提煉過(guò)程中很容易氧化，甚至在熔融狀態(tài)下與高爐的耐火材料發(fā)生反應(yīng)，奪取其氧原子而造成高爐損毀，因此必須使用帶冷卻水的紫銅坩堝來(lái)提煉，也就是所謂的電子束或者等離子冷爐床熔煉法。由于提煉困難，人類從發(fā)現(xiàn)鈦元素到制得純鈦，歷時(shí)一百多年。而鈦材料真正的應(yīng)用則是20世紀(jì)40年代以后的事情了。

鈦材料的硬度和韌性都和鋼材很接近，但其比重卻很輕，只有4.51克/立方厘米，只有鋼材的60%，其比強(qiáng)度超過(guò)鋼材近1倍，同時(shí)比密度更小的鋁合金強(qiáng)度高出2倍，綜合力學(xué)性能極佳。鈦合金還有一優(yōu)勢(shì)那就是耐高溫和耐腐蝕，而且沒(méi)有磁性，其本身熔點(diǎn)1668攝氏度，超過(guò)了鋼材，高溫低溫特性優(yōu)良，其化學(xué)性質(zhì)也非常的穩(wěn)定，常溫下可以抵御各種強(qiáng)酸強(qiáng)堿和氯氣的侵蝕，甚至連王水也奈何不了它，在海水中更是幾乎不會(huì)發(fā)生腐蝕，即使浸泡幾十年也依然光亮如新，這使它成為了制造航空航天器及核潛艇外殼的絕佳材料。但是美中不足的是鈦材料不僅提煉成本極高，其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都較差，機(jī)械性能也較差，不僅斷面收縮率較大，而且其彈性模量較小，不適合用于做結(jié)構(gòu)材料。但其與某些金屬組成鈦合金材料后的性能變化非常的明顯，強(qiáng)度硬度都有很大的提升，也是鈦材料在工程上應(yīng)用的主要方式。

在中國(guó)兵器集團(tuán)一則宣傳片中提到了該廠技術(shù)工人正在攻關(guān)用于新一代步戰(zhàn)車用的鈦合金框架和鈦合金車體新工藝，新技術(shù)的情況。這可是中國(guó)在軍事裝備上破天荒的第一次任性，雖然在裝甲車輛上使用鈦合金材料并不算是什么新概念，以前也有不少的國(guó)家開(kāi)展了這方面的研究，終因價(jià)格過(guò)于昂貴和費(fèi)效比不高而放棄。我們國(guó)家在軍事裝備的研制上一向都遵循著量力而行的原則，走的都是低成本和方便大規(guī)模生產(chǎn)的路線，那么又是什么原因讓中國(guó)新型步戰(zhàn)車要應(yīng)用到鈦合金材料?從兵器集團(tuán)的口氣也可以看出其對(duì)鈦合金材料的制造工藝還是很有信心的，畢竟國(guó)內(nèi)在兵器上使用鈦合金結(jié)構(gòu)件也是相當(dāng)?shù)挠薪?jīng)驗(yàn)，從QJG-02式14.5毫米機(jī)槍到AH-4超輕型火炮的研制，鈦合金結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用已經(jīng)是非常的成熟，用于戰(zhàn)車上也應(yīng)該不成問(wèn)題。

鈦合金材料的焊接和加工性能都比較差，這也進(jìn)一步增加了其制造成本，不過(guò)隨著電子束焊和各種新型刀具的飛速進(jìn)展，鈦合金的加工難題也會(huì)得到完美的解決。綜合來(lái)看，使用鈦合金材料做為戰(zhàn)車的結(jié)構(gòu)件和裝甲材料其成本至少是鋼材的20倍，而且這些用于步戰(zhàn)車的都是屬于回收再利用的低成本鈦合金材料。低成本鈦合金的原料來(lái)源主要包括機(jī)加工的碎屑、軋制鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的廢料殘料，還有海綿鈦和中間合金等廢棄材料，經(jīng)過(guò)冷爐床工藝重新熔煉而成，其材料成本較低，適合用于戰(zhàn)車、超輕型機(jī)槍火炮等結(jié)構(gòu)材料及裝甲。之所以要采用鈦合金來(lái)做為戰(zhàn)車的結(jié)構(gòu)材料和裝甲主要還是為了減重，而且其減重效果比采用鋁合金還要明顯，結(jié)構(gòu)也不會(huì)顯得太過(guò)臃腫，不僅大大的減輕了車身自重，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，也更加適合空運(yùn)與空投。從性能上來(lái)看，采用鈦合金做為結(jié)構(gòu)件和車體裝甲的步戰(zhàn)車其體積結(jié)構(gòu)與鋼材的傳統(tǒng)步戰(zhàn)車差別不大，重量卻能降低近30%，這對(duì)于動(dòng)輒二十幾噸的大家伙來(lái)說(shuō)減重還是比較明顯的，而同樣采用鋁合金材料的戰(zhàn)車，如美軍的M113裝甲運(yùn)兵車和M2“布雷德利”裝甲步戰(zhàn)車則體積龐大了許多，外形臃腫，抗彈性也遜色許多，其減重效果也只有20%左右，沒(méi)有鈦合金材料來(lái)得明顯。采用鈦合金材料的應(yīng)該是我軍的新一代傘兵戰(zhàn)車，只有這類輕型戰(zhàn)車才會(huì)那么計(jì)較重量和體積，使用鈦合金材料所增加的成本都可以在后續(xù)的使用中省回來(lái)，這也是一向摳門的中國(guó)軍工突然變得任性的主要原因。