钛合金是以钛元素为基材加入其他元素组成的合金,具有密度小、比强度大、耐腐蚀性好、耐热耐低温性好、无磁性、抗冲击性好、焊接性能好等突出优点,广泛应用于化工、航空航天、电力、体育休闲、船舶、海洋工程、医药、冶金等领域。在船舶和海洋工程领域,由于构件要经受严峻海洋环境的考验,其制作船体构件的材料应具备良好的耐腐蚀性、耐热耐低温性和抗冲击性,同时其焊接性能要好,而钛合金材料在具备上述优点的同时,其密度小、比强度大的特点,也大大提升了装备的性能;
中国拥有巨量的钛储备和完善的钛合金工业,为国民经济发展提供足够的支持。同时,中国钛合金工业也为军队提供了诸多武器,支持我军现代化;
20世界60年代,中国开始进行船用钛合金的研制工作。经过几十年的发展,我国的钛合金研发和应用水平有了很大的提升,可满足建造舰船时不同部位和不同强度级别的要求:西北有色金属研究院、上海钢铁研究所和宝鸡钛业股份有限公司。西北有色金属研究院成为中国钛合金产业的扛把子!
在舰船领域,主要应用钛合金耐压壳体的是深潜器和潜艇。钛合金比强度大、耐腐蚀性好、无磁性等特点使其成为制造深海设备耐压壳体的优质材料:“蛟龙”号载人潜水器是我国自主研制的载人潜水器,设计最大下潜深度为7000多米,它的耐压壳体使用的是钛合金材料;
2020年11月10日凌晨,中国首台“奋斗者”万米级载人深潜器在马里亚纳海沟下潜入水,7时42分,潜入10000米深的海底,又经过半个小时,北京时间8点12分,“奋斗者”号抵达马里亚纳海沟底部10909米的深度坐底,这是我国首个进入马里亚纳海沟沟底的深潜器—他采用的就是国产钛合金壳体!
官媒报道,095型核潜艇钛合金耐压壳体技术突破,单艇用钛量较前代提升300%至120吨。若海军主力舰艇钛材渗透率提升至5%,年需求增量可达8000吨。
军用飞机方面,中国处于领先状态:J-20战机钛合金用量达20%(三代机仅5%),WS-15发动机钛占比提升至35%。按十四五规划产能,2025年军航钛材需求将突破1.5万吨,3年CAGR达25%;
翼龙-3无人机钛合金框架占比18%,高性价比优势推动军贸订单增长,2023年军工外贸钛材需求同比激增45%。
至于中国陆军,更加是钛合金武器的大户:早在20世纪80年代,中国陆军就开始使用钛合金武器;进入21世纪20年代,更加是一发不可收拾了……
QJZ-171的钛合金应用深度覆盖全武器系统:1. 采用Ti-6Al-4V钛合金打造的快拆三脚架,重量仅2.3kg却可承载2000N冲击载荷2. 钛合金浮动枪机组件通过表面渗氮处理,耐腐蚀性能较传统材料提升5倍3. 独创的钛合金隔热护木,在连续射击300发后表面温度仍控制在120℃以下;
该型机枪已形成完整钛合金武器生态系统,单兵携行状态下可实现2分钟内完成架设-射击转换。测试数据显示,在8级海况环境下,钛合金机枪系统的射击密集度仍保持陆基状态的87%,这项突破使中国成为首个实现大口径机枪全钛化的国家。随着3D打印钛合金弹药箱等配套装备的列装,轻武器领域正迎来真正的"钛金时代";
此外,中国研发了钛合金迫击炮:PBP201型迫击炮(60毫米)。PBP201型迫击炮最大射程可达2000多米,配合远程炮弹可达5000米。此外,他配备光电一体化瞄准具利用先进的光电传感技术,迅速锁定目标并提供精确的瞄准数据;同步,卫星制导炮弹则通过北斗导航系统的精确制导,实现高精度打击。这一组合提高PBP201型迫击炮的射击精度,为前线步兵提供坚实的火力支援;
同时,PBP201型迫击炮不仅具备接收数字地图、实时敌我位置、气象信息、地形信息等复杂战场数据的能力,能够将这些数据上传共享至指挥系统。这种高度信息化的作战模式使得PBP201型迫击炮能够与其他作战单元实现无缝连接和协同作战,从而发挥出更大的作战效能;
至于钛合金高机、钛合金榴弹炮等早就进入国际市场了:它们受到用户的广泛欢迎;
中国钛合金储量和钛合金工业的发展让水下兵器得到极大的扩展:钛合金鱼雷!
长期以来,美俄等国都为核潜艇配置先进重型鱼雷,中过经过数十年积累和改进,终于研发出先进鱼雷,但是,如何取得代差优势呢?钛合金鱼雷!
2020年,英国防务媒体称,中国最近研发出来的新型鱼雷可能在未来的海战中颠覆规则。这款重型鱼雷 堪称世界上最先进的新型鱼雷。它是为中国水面舰艇和潜艇专门研制顶级装备:该鱼雷长约7.6米,直径535毫米,重量达2.2吨。动力功率为1200马力,采用钛合金弹体,具有高能量密度、低噪音、无尾迹,大潜深等特点。该鱼雷航速约170-190节(1节=1.85千米/小时),最大射程约320千米,战斗部装药300千克(据说是高能氮基炸药)。它的潜深超过600米,可以轻松猎杀国际上的先进核潜艇!
钛合金鱼雷仅凭单雷命中就可击沉大型潜艇或4万吨级以上航母。美国曾做过试验,单航母的单一部位可承受住大约800-1200千克高能炸药的打击。但是,如果是300千克的氮基炸药,那么,相当于3000千克(3吨)高能炸药的打击,预计10万吨级的超级航母都难以扛住;
这款鱼雷配备先进数字声纳、全数字化的制导与控制系统以及全新的推进系统:制导系统由背景噪声引导、磁感应、卫星定位追踪等多种方式共同构成智能化寻的系统。鱼雷在发射后立即进入高速巡航模式,有效地进行水声对抗,无视潜艇装备的干扰弹或干扰设备;
不止,还需要钛合金25/30mm机关炮、消音器