2.8　未來的“鋼鐵”

金屬是人類制作各種工具和用品的最重要的材料之一。人類應用最廣泛的金屬先是銅，然后是鋼鐵，鋁在其次。那么，放眼未來，金屬世界中誰將取代鋼鐵，成為人類應用最廣泛的金屬呢？有一種說法是鈦。這是為什么呢？

人們在選擇金屬材料時，常有一條要求，就是這種材料的密度要小，而強度要大。物質的強度與相對密度的比值稱為這種物質的“比強度”。金屬的比強度越大，越為人們所歡迎。鈦的最珍貴的特性，就是它在目前發現的所有金屬材料中比強度最大。鈦的相對密度約為4.5，鐵的相對密度約為7.9，鋁的相對密度約為2.7，鈦的相對密度不是最??；但由于鈦的強度要比鐵、鋁大幾倍，因而鈦的比強度超過了其他的金屬材料，是不銹鋼的1.6倍，鋁合金的1.3倍。

鈦金屬制品

制造導彈、火箭、人造衛星、宇宙飛船的材料對于比強度的要求特別高，既要牢，又要輕。遠程導彈的重量每減輕1千克，射程可增加77公里；末級火箭的重量每減輕1千克，射程可增加15公里。所以導彈、火箭的外殼，宇宙飛船的船艙、骨架，都要用鈦和鈦的合金來制造。另外，一般坦克的履帶和懸吊裝置如果改用鈦合金制造的話，重量就可減少近半，戰斗力就能大大提高。

鈦還有很好的耐熱、耐冷本領，從-253℃到500℃，它的性能保持不變，因此可在許多特定的溫度條件下很好地工作。

隨著現代航空事業的不斷發展，飛機的飛行速度越來越快。當飛機的飛行速度超過聲速2～3倍時，機翼前緣與空氣摩擦產生的溫度高達400～500℃。不銹鋼在310℃時，鋁在170℃時，都會失去原有的性能，鋁鎂合金制成的機翼也抵擋不住這么高的溫度，唯有鈦和鈦的合金才能勝任。所以，現代超聲速噴氣飛機的許多部件都要用鈦合金來制造。制造一架巨型噴氣式運輸機，要用去幾噸甚至幾十噸的鈦。還有為了在低溫條件下仍能承受很大的壓力，導彈和火箭的燃料氧化劑儲存箱和其他的高壓容器，也常用鈦合金來制造。

鈦和鈦的合金還具有良好的抗腐蝕能力，特別是耐海水腐蝕的本領十分優異。有人曾把一塊鈦板浸入海水中五年，取出來時鈦板仍然亮光閃閃，沒一丁點兒受腐蝕的痕跡。用鈦合金制造的輪船，可以不涂油漆去海中航行。

潛水艇用鈦制造，強度比用不銹鋼制造的增強80%，能潛入深達4500米的水下航行。另外，鈦沒有磁性，用鈦制造的軍艦，磁性水雷也無法跟蹤。

在醫療上，用鈦和鈦的合金制造的金屬器件可移植到人體內代替某些器官。

總之，現代科學技術的發展離不開鈦“這朵初綻的鮮花”，鈦的應用前景是無限廣闊的。目前，鈦的生產工藝還比較復雜，價格還比較昂貴，因此尚不能廣泛使用。將來，待目前冶煉中存在的問題解決以后，它必定會在更多的方面取代鋼鐵，成為應用最廣泛的金屬。