未来的“钢铁”

钛这种以希腊神话中的大力神泰坦命名的金属，它具有钢铁般的强度，却不像钢铁那么沉重；它又像铝质轻，抗腐蚀，但其强度却比铝高得多。如果按单位质量来比较强度（称比强度）的话，那不锈钢、铝合金都会甘拜下风。钛与铝和铁一样，可以与一些金属元素形成合金，提高和改善它的力学性能与物理特性，以适应不同的需要。

钛合金还有一种既耐高温有耐低温的特殊本领。一般钢材耐低温性能较差，历史上曾发生过多起钢结构桥梁、舰船在低温下突然断裂的事故。而钛合金即使在零下200度的低温下，仍能保持良好的韧性。在耐高温性能方面，铝合金就表现欠佳，150℃左右就会失去原有的一些特性。而现今用量最大的一种钛合金，能在550℃～600℃的高温下保持性能不变。近年来研制成功的一些钛合金的新品种，又进一步提高了耐高温性和耐高压性，这对于航空航天工业的发展具有重要作用。

当飞机的飞行速度超过音速的2.2倍时，因表面温度高，铝合金就不能用了。现代超音速飞机的飞行速度，已超过音速的2.7倍，就必须采用耐高温材料钛合金。美国F-14A和F-15A型飞机，钛合金的用量为25%左右，YF-12A型用量高达93%。波音747飞机的巨大起落架，也使用钛合金制造的。此外，在火箭、人造卫星和宇宙飞船上，也采用了大量的钛合金。目前，钛及其合金的产量，四分之三以上都用于航空航天工业，为此，人们送给钛一个光荣称号“空间金属”。

其实，钛的超众才能不仅仅表现在高高的空间，在深深的海洋里，它也是一把能手。因为钛及其合金有很强的抗腐蚀性，在常温下酸、碱甚至王水，都奈何不了它，在含少量盐分的海水里更可安然无恙。因此，它是制造轮船、军舰的理想材料。又因为它具有很高的强度和耐高压性，人们在制造深海潜艇时，也看中了它。在海水中每下潜10米，所承受的压力就要增加101.325千帕（1标准大气压）。如果下潜三、四千米以上，一般金属材料就难以承受。而美国的一艘钛潜艇可以在4500米深海中自由航行。因此，人们又给钛送来了第二个光荣称号“潜海金属”。

既然钛及其合金有这么多的优良性能，那为什么近几十年才崭露头角呢？这主要是难于提炼。早在1791年，一位英国化学家就发现了钛，但苦于找不到从矿石中制取纯钛的方法。直到20世纪40年代末，才开始工业生产。现在生产的钛就是在高温和稀有气体的保护下，用镁使四氯化钛还原而得到的。这样得到的钛是多孔的海绵钛，还要经过一系列的加工过程，才成为工业用的钛材。钛合金制品使用初期都是锻造加工件，加工难度大、成本高，即使目前采用钛合金精密铸造技术，其技术难度和成本仍大于铝和钢。

钛合金以其优越的特性已被广泛应用到生活的各个领域。如果你去配眼镜，服务人员会向你推荐一种质轻、防断裂的钛合金镜架；如果你挑选手表，用钛合金制造的耐磨、永不生锈的手表，可谓一旦拥有别无所求；人体的某些“部件”发生损坏，可用钛合金来替代。你尽管放心，因为钛合金的弹性磨量和人体骨骼的弹性磨量相近，与人体具有很好的相容性，被称为“亲生物金属”。目前，使用钛合金制作的人工心脏瓣膜、人工关节、牙齿等都在临床应用中取得了良好的效果。可以预料，随着钛及其合金的生产工艺不断改进，成本会进一步降低，在民用工业中必将得到更广泛的应用。所以科学家们预言，钛就是“未来的钢铁”，钛就是“21世纪的金属”。