环“钛”平洋—赤红风暴

哈喽大家好，我是风流倜傥，人见人踹，花见花败，凤姐都不爱的小C，初次见面，甚是紧张，话都说不利索了。前几天怀着激动的心情又重温了一遍《环太平洋》，那特效真是嗷嗷帅啊，不由得想起了在电影院看3D-IMAX的那个爽！

说到《环太平洋》，不由得想起电影里面各种屌炸天的机甲猎人。由儿时的奥特曼，到这部电影中的机甲猎人，很多人心中依然保留着打小怪兽的梦想。电影中，防卫西伯利亚围墙六年的T90车诺阿尔法、速度最快的冲锋发现号、最后拯救人类的吉普赛危机号让观众们记忆深刻。

当然！本文的主角---来自中国常州的赤红风暴令我们异常兴奋，虽然出场打怪兽没几分钟就挂掉了。（这是个比较悲催的结局）不过，电影中对赤红风暴的介绍多少让材料人发现了说道。

电影中介绍到赤红风暴的核心是由金属钛铸造而成，根据台词字面意思，小C认为可以理解为工业纯钛。那么，金属钛是什么鬼？而工业纯钛又是什么鬼呢？

钛，一种具有银灰色光泽的难熔金属（熔点1678℃），存在着两种同素异构体，分别为具有密排六方晶格hcp结构的α-Ti（882℃以下）、具有体心立方晶格bcc结构的β-Ti（882℃以上）。钛的导热系数低（为低碳钢1/5，铜的1/25）、无毒、无磁性且具有很好的生物相容性（适合用于生物工程材料），在大气、海水、氯化物水溶液等大多数有机酸中有着优异的耐腐蚀性。

再来看工业纯钛，工业纯钛实质上是含一定量的O、C、N、Si、Fe等其他元素且钛元素含量高于98%的α型钛合金，其根据杂质含量不同可分为TA1、TA2、TA3、TA4四种牌号，随着牌号序号增加，钛元素含量降低，合金强度增大，塑性下降。工业纯钛的强度相对于其他类型钛合金较低，塑性好，加工成型、焊接性能良好，在氧化腐蚀环境中具有良好的耐腐蚀性，但不能进行热处理强化。

刚才说到了工业纯钛是α型钛合金，那么根据钛的介绍，是不是有β型钛合金呢？Bingo!!!

钛合金按照其退火组织主要分成三类：

α钛合金，如TA1工业纯钛，退火组织以α-Ti为基体的单相固溶体，具有良好的高温性能，组织稳定，焊接性及热稳定性好；

α+β钛合金，如TC4钛合金，这类钛合金的特点是具有较好的综合力学性能，强度高，但组织稳定性较差；

β钛合金，含β相稳定元素（Fe、Cr、Mo、V等）较多的合金称为β钛合金，如TB2（Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al），这类钛合金经过淬火时效后可获得很高的室温强度，是发展高强度钛合金潜力最大的合金，但其高温组织不稳定，耐热性差且焊接性差。

好了，想必大家对钛有了一个初步的认识，那么问题来了，赤红风暴为什么要用钛合金来建造呢?

赤红风暴由唐氏三兄弟操纵，使用的杀敌招式为雷云阵势，如下图所示。电影中将赤红风暴的敏捷性及灵活性展现得淋漓尽致，我们不妨从另一个角度来看，赤红风暴如此的敏捷灵活，其采用的肯定是轻质高强度的材料，以保证轻快和承受与怪兽搏斗产生的撞击力。

而钛的密度4.51g/cm³，仅为钢的57%。工业纯钛的抗拉强度可高达600MPa，而TC4钛合金抗拉强度最高可突破1000MPa，如此强度高而且质量轻的材料，不难理解赤红风暴为什么选择钛合金来建造。

更重要的是，钛及其合金在淡水和海水中有极高的抗蚀性，在海水中的抗蚀性比铝合金、不锈钢甚至镍基合金都要好。这是由于钛是一种很活泼的金属，说到这里，可能有读者会问：“既然钛这么活泼，怎么能有比不锈钢还好的抗蚀性呢？”这一切都要归功于钛与氧反应生成的氧化膜！钛和氧的亲和力大，在空气或含氧介质中，钛表面会生成一层致密的、附着性强且惰性的氧化膜，氧化膜的存在保护了钛基体不被腐蚀，因而钛合金在一般环境中乃至电影中的海水中具有突出的抗腐蚀性。因此，选择钛合金来建造赤红风暴是正确的选择。

介绍到这里，小C突然想到电影里面的台词: “Full titanium core，no alloys。”针对这句台词，小C咨询了身边的材料学子，大多数人认为字面意思是纯钛，不是合金。但是根据查阅资料，工业纯钛就是一种α型钛合金，这是电影方面的失误还是我们误解了台词意思呢？如果真的指的是工业纯钛的话，那么为什么不选择用强度更高的α+β钛合金来建造赤红风暴呢？

这都是一个值得思考的问题……

材料牛新锐作者小C哥供稿，材料牛编辑整理。