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有研“鈦”難忘

2021年05月21日 12:59 5261次瀏覽 來源:   分類: 重點新聞

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鈦是一種重要的金屬結(jié)構(gòu)材料,其密度(4.506g/cm3)約為鋼鐵材料的一半,但它具有接近于鋼的機械強度。鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、高低溫力學(xué)性能優(yōu)良等特點而被廣泛用于各個領(lǐng)域。

有研集團自上世紀(jì)60年代起就從事鈦合金的研究和產(chǎn)品研制工作,先后援建了寶雞有色金屬加工廠/研究所(現(xiàn)寶鈦集團和西北有色金屬研究院)、廣州有色金屬研究院等單位,為中國鈦合金工業(yè)的建立奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)年的篳路藍(lán)縷,今天的碩果累累,很是難忘。

“鈦”難忘——“長五”的脊梁

隨著國家航天事業(yè)的發(fā)展,對鈦合金型材提出了嚴(yán)格的要求,而當(dāng)時鈦合金型材是國內(nèi)唯一一類尚未實現(xiàn)貨架產(chǎn)品供應(yīng)的鈦合金半成品材料。為滿足國家航天工業(yè)對鈦合金型材的需求,實驗室與寶鈦集團經(jīng)過刻苦攻關(guān),突破了鈦合金擠壓型材工藝技術(shù)。鈦合金型材代替鋁合金型材,提高了支撐構(gòu)件的高溫結(jié)構(gòu)剛度。研制國產(chǎn)鈦合金型材,助力我國目前起飛重量最大、技術(shù)跨度最大、運載能力最大的新一代大型運載火箭“長征五號”首飛成功,實現(xiàn)了國產(chǎn)鈦合金型材在航天領(lǐng)域的首次成功應(yīng)用,填補了國內(nèi)空白。有研總院(現(xiàn)有研集團)也收到了國家主管單位發(fā)來的感謝信。2021年4月29日,長征五號B遙二運載火箭助力空間站天和核心艙發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

“鈦”難忘——飛天的夢想

星箭分離是衛(wèi)星發(fā)射中的重要環(huán)節(jié)。它是指運載火箭飛行達(dá)到預(yù)定高度和速度并經(jīng)姿態(tài)調(diào)整后,衛(wèi)星以一定的相對速度與火箭分離的過程。星箭分離系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件就是星箭連接帶。為提高衛(wèi)星的有效發(fā)射載荷,急需研制一種輕質(zhì)高強高韌的材料來代替原有的不銹鋼材料。

上世紀(jì)70年代,有研總院從事鈦合金的研究人員就致力于高強高韌鈦合金的體系研究和產(chǎn)品試制,完成了TB2星箭連接帶科研及試制工作。他們突破了冷軋和整體熱處理等關(guān)鍵技術(shù)難題,使得該合金具有優(yōu)異的工藝成型性能、高的比強度和良好的焊接性能。

1984年,TB2星箭連接帶獲得首飛成功。TB2合金作為擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高強高韌鈦合金,獲得了國家鈦合金牌號注冊。1985年,該項目榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎。

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“百尺竿頭更進(jìn)一步”,鈦合金研究所的科研人員又繼續(xù)開展了TB10鈦合金的研制工作,并突破了軋制及強韌化處理等關(guān)鍵技術(shù)難題。2000年,TB10星箭連接機構(gòu)左右連桿也成功應(yīng)用到衛(wèi)星上,并成功應(yīng)用于上百次的正式飛行,保障了國家重大需求,打下了“鈦”難忘的烙印。

五十年來,鈦合金科研工作者,面向國家重大需求,開發(fā)出了新中國首個純鈦鑄錠和首個鈦合金鑄錠,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高強鈦合金體系,注冊了TB2、TB10、TB16等多項國家鈦合金牌號。“十五”以來,先進(jìn)鈦合金材料與制備加工技術(shù)研究室共獲得省部級科學(xué)技術(shù)獎勵十余項。(惠松驍  葉文君  陶海明)

注:鈦的熔點為1668°C,在低于882°C時呈密排六方晶格結(jié)構(gòu),稱為α鈦;在882°C以上呈體心立方晶格結(jié)構(gòu),稱為β鈦。在鈦中添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀蛊湎嘧儨囟燃跋喾趾恐饾u改變而得到不同組織的鈦合金。室溫下,鈦合金有三種基體組織,鈦合金也就分為以下三類:α合金,(α+β)合金和β合金,分別以TA、TC、TB表示。

責(zé)任編輯:孟慶科

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