第215章 沐陽要發展的材料(2/2)
就有點像電影梅國隊長的盾,都能防飛彈了,而且還能減緩衝擊力,還能防高溫,沐陽想問一下梅國隊長史蒂夫:「你手不怕燙嗎,骨頭真沒折?」
當然,漫威電影嘛,不必計較這些漏洞,就跟看小說一樣,爽就行了。
看電影看小說是來爽放鬆的,而不是雞蛋裡挑骨頭,這不是為難人家編劇嘛。
轉回話題,搞明白項峰所說的金屬材料特性,對研究材料就非常重要。
舉個典型的例子,家裡用的菜刀,刀刃是經過淬火的,就是為了加強硬度,但是,刀刃很容易崩,就是刀刃經過淬火後,它的韌性變差了。
材料的硬度常用布氏、絡氏硬度、維氏硬度來表示,它們是三種不同的測量方法,單位不一樣。
而塑性常用伸長率來表示,這個就比較好理解了:原100毫米長的鋼筋,拉長到125毫米就斷了,它的伸長率就是(125-100)/100=25%!
像建築民房子用的鋼筋Q235B,硬度約為150布氏硬度,伸長率約為22%。
而家用的菜刀,刀刃硬度達到50HRC(換算為490布氏硬度),伸長率可能不到10%!
有些大街上賣的菜刀,拿來砍硬度只有七八十布氏硬度的純鐵絲。
當然沒問題呀!
硬度對比七八倍呀!
只不過賣給你的刀,可能就不是那麼好的了。
下次你拿一塊鑄鋼給對方砍,看他砍得動不。
當然,這麼砸人家做戲,就要做好跑路,被人拿刀砍的準備。
沐陽繼續說道:「金屬材料太多了,一個人記不了那麼多,一般來說,也不用那麼死記,只要熟悉每種元素對材料有什麼作用,就能從材料的化學成分析出來這種材料具有什麼特性了。」
「這麼厲害?」有位國賽選手略驚訝。
「比如在鋼鐵中加入鉻,超過12%就具有防腐蝕性能,像我們生活中常見的不鏽鋼304,含鉻就達到18%左右。」沐陽說道,「金屬材料上千種,但常用的元素就十幾種,我只要記得元素在鋼材中有什麼用就行了,碰到不懂的材料,就查它的化學成分。」
「原來是這樣呀,這麼一說,思路就通了,沐陽你真厲害。」
就連申城交大的項峰,也不得不佩服,沐陽這麼一說,他也大概明白一些了。
沐陽笑了笑,這是作為一名資深焊接工程師應該要懂的知識。
跟他們再聊了十幾分鐘,沐陽眯上眼不想再聊了,大家看他眯著眼,以為要休息,也不想再打擾他了。
沐陽眯著眼,煩惱又來了,他要發展什麼金屬材料,也有些頭疼。
主要是太多種類了。
有些能賺錢,但對他未來布局沒什麼用;
有些根本不能賺錢,就能刷刷成就點,如果涉及軍用,那就不適合公布它,想寫論文或專利就是不可能了,那就耗費成就點了,但用處的確是非常大,影響到他未來的布局。
還有些既能賺錢,對他未來布局又大,他就喜歡做這一類。
沐陽深思熟慮,還是從賺錢角度和國家角度和出發,他目前財富也到了一定層次,急需一定的話語權和地位。
國家目前依賴什麼金屬材料,同時對他未來布局有影響的,還不影響賺錢的,可以先做。
比如目前這家依賴的金屬材料就有鋁合金汽車車身板、高強度鋁合金、高純金屬靶材、航空鈦合金、高磁感取向矽鋼、易切削不鏽鋼、儲氫合金、690合金、高性能銅合金等等。
一一排除之後,沐陽很快知道他要做什麼材料了。
鈦合金!
鈦合金具有強度高而密度又小,機械功能好,高的比強度,耐性和抗蝕功能很好。
準確點數據,工業純鈦密度ρ=4.5g/m3(鐵的0.57倍),熔點為1725℃(鋼1450℃左右),抗拉強度σb=539MPa(民用鋼筋345MPa左右)。熱強度高也高,鈦合金的作業溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。
這麼一對比,從數據很明顯看出來鈦的優勢。
也正是這個特性,它被廣泛應用在飛機、火箭、飛彈、飛船、化工機械和儀器儀表等製造。
比如軍用飛機的鈦合金重量占比非常大,F-14占全機重量的24%、F15為31%、SR高達73%。
不過,鈦也有很大的缺點。
鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等發生強烈的化學反應。
故冶煉非常困難,要在惰性氣體或真空環境中,這也是鈦價格高居不下的原因。
在10年時,普通民品鈦合金板、棒、絲材,價格在150~280元/kg。
軍用鈦合金價格一般不低於400元,高的達到1300元/kg,貴得很離譜。
其實成分差不多,但價格差很大,原因就是性能高,批次質量穩定。
鈦的需求量,如果相對於鋼鐵,不到它的零頭,可以忽略不計。
目前世界鈦合金加工材年產量已達4萬餘噸,鈦合金型號近30種。運用廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-l-2.5Sn(TA7)和工業純鈦(TA1、TA2和TA3)。
國內生產鈦的廠家有幾家,如BAO鋼集團申城五鋼有限公司、金陵寶鈦仲惠集團有限公司、張家市宏大鋼管廠、寶鈦集團等,但都是中低端。
大部分航空鈦合金還是依賴進口。
就算不在航空領域,在民用領域一樣具有廣闊的市場,由於鈦合金具有「親生物」性,被廣泛用於制醫療器械,製造人體髖關節、膝關節、肩關節、肘關節、頭蓋骨,主動心瓣、骨骼固定夾。
------題外話------
這章內容比較硬核,但每個新技術都得簡單地介紹一下,否則看不懂後面的內容。老農搞材料也搞好多年了,但鈦合金接觸的不多,有可能有錯漏的,還請大老指出來。翻閱了幾天文獻,把以前的關於鈦的書籍重新翻閱一遍,再進行匯總,頭疼了幾天,總算整理出來,我已經盡力簡化了。