钛：兵器不可或缺的材料

　　钛合金在兵器工业中获得了广泛的应用，成为一种不可或缺的材料，兵器有了钛，如虎添翼，更显神通。钛合金武器不但质量轻、机动性好，而且威力上升，特别适合空降部队和突击部队使用，钛合金迫击炮座板比钢板轻50%以上，钛合金是制造迫击炮管、座板、枪管、炮架等的上乘材料，也是制备防护服和头盔的好材料。

　　钛及钛合金自上世纪40年代中期工业化生产以来，美国及苏联就开始关注和研究它们在兵器中的应用，美国沃特敦（Watertown）军械厂对钛合金在兵器中的应用做了许多开拓性的工作，是全世界研究钛合金在武器领域应用最大与最先进的单位。1955年美国兵器工业用钛57吨，1961年281吨，1971年1040吨，估计2020年已达2100吨，因为是非战争时期，所以增长速度并不快。

　　01 在火炮中的应用

　　钛及钛合金是制造火炮结构件的重要材料，自上世纪50年代以来，在一些举世闻名的火炮中有所应用。美国1950年制造的M28型120mm克罗克特（Crockett）无后坐力炮的炮管、药室、喷管与发射活塞是用Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Fe-0.5Cu合金锻造与挤压而成，全炮质量68kg，比钢炮的104.4kg轻了34.9%，拆分后5个人可轻松地背走，1961年，开始批量生产，装备步兵营、伞兵营、机械化步兵营、坦克营与空降师，具有体积小、质量轻、威力大、机动性高和易伪装等优点。TI-6Al-6V-2Sn-0.5Fe-0.5Cu是一种（α+β）型合金，退火状态的力学性能：抗拉强度1098MPa，屈服强度1030MPa，伸长率13%，断面收缩率37%，布氏硬度34。

　　上世纪70年代，改用Ti-6Al-4V-2Sn钛合金制造炮管，用Ti-6Al-4V、Ti-7Al-4Mo与Ti-5Al-1.5Fe-1.4Cr-1.2Mo钛合金制造药室、喷管和发射活塞，全炮质量仅49kg，4人可抗着跑步前进。T66型76mm炮的尾架、炮架改用钛合金后，比钢的轻93.55kg，仅142.9kg。野炮的钛合金大架，比钢的轻42%。尔后，美国用工业纯钛制造T227型81mm迫击炮的座板，比钢板的轻50%，只有10.9kg。该炮的炮塞也是钛合金的，用以连接炮管和座板，在土地面上和碎石地面上进行了数百发试射，均取得了好的效果。T227型81mm迫击炮改用钛座板后，质量下降到34kg，射程上升到4500m，而钢制炮的质量42.25kg，射程3600m，不但质量减轻了20%，射程上升了，而且机动性大为提高。

　　日本的155mm追击炮座板改用神户钢铁公司的钛合金后，质量下降约50%，使用5mm及8mm的Ti-6Al-4V合金板材焊的，试验表明，焊接质量良好，可完全满足作战需要。日本采用TA7合金整体冲压的100mm迫击炮座板比钢制的轻10kg，1981年设计定型，1983年生产列装。1984年列装的82mm迫击炮的炮身、底座和支架改用钛合金，比钢制的轻16.6kg。

　　2007年 1月31日美国《陆军时报》称，155mm的M777型新式榴弹炮，是首种使用钛合金制造的地面作战系统，比淘汰的M198型火炮约轻3150kg，质量下降近50%。火炮系统质量的下降，并未影响其射程和精度，但机动性却大大提高。

　　02 头盔、防弹衣等装备

　　1959年-1961年美国用Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn钛合金旋压M-1型标准头盔未获成功，后来改用Ti-4Al-3Mn钛合金与爆炸成型工艺获得成功，质量只有0.794kg-1.02kg，在防弹效果方面，钛盔与钢盔相同，但钛盔比标准钢盔轻0.45kg。

　　美国用25.4mm厚的由10层尼龙和1层Ti-5Al-2.5Sn钛合金薄板组成的板材制造防弹背心，其质量仅3.86kg，可以防炮弹、手榴弹、地雷碎片，但不能防7.62mm的枪弹。

　　俄罗斯联盟152mm双管自行炮的炮口制动器是用钛合金制的，它有两支炮管，发射时交替使用，发射速度快，火力强，达每分钟15-18发；机动灵活，越野能力强，还有很强的生存能力。

　　中国自上世纪70年代开始研究钛合金在兵器制造中的应用，成效显著。用TC9钛合金制造反坦克导弹舵机与架体，它是一种Ti-0.2Pd的α合金，在退火状态应用；用TC4钛合金制造的85式高射机枪制退器取得了非常好的效果，后来，用精铸ZTC4合金取代TC4合金挤压棒材取得了更好的成效，材料利用率由18%上升到94%，还节省了大量切削加工费，一举两得。TC4是一种常用的性能优秀的Ti-6Al-4V合金，α+β型，在退火状态应用。钛制的轻型喷火器射程可达70m，是一种近距离轻武器，比钢制的轻3kg以上，可用工业纯钛、Ti-3Al-2.5V等合金制备。