传统的军用钛合金虽然性能优良，但因为价格高而不能广泛应用于国防领域。
    近年，美国研制成功一些军用低成本钛合金新材料。它们的机械性能和抗弹能力等指标
等于或超过传统军用Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ钛合金的相应值，但其成本却较低。
    这些钛合金新材料引起了美国陆军，甚至国防部的极大关注，这对促进和扩大钛合金在
国防领域中的应用具有重要的意义。在未来的战车和火炮系统中，美国陆军将用低成本钛合
金取代轧制均质钢和铝合金，用以制造装甲和零部件，以增强装甲和减轻重量，其应用范围
将逐步扩大。低成本钛合金在海军和空军中，也将有限大的应用潜力。
军用钛合金的发展
    ５０年代末，美国陆军在军用技术规格ＭＩＬ－Ａ－４６０７７中规范了军用Ｔｉ－６
Ａｌ－４Ｖ钛合金装甲。但研究发现，钛合金中的碳、氢、氮和氧间隙原子含量过高会增加
合金的脆性。因此，该军用规格规定，钛合金装甲在厂内退火状态下需保持特别低的间隙原
子含量，以使其具有延性而能经受弹药攻击。
    经过４０年的技术发展，人们现今可较容易地把钛合金中的碳、氢和氮间隙原子含量控
制到低限度内。可是，由于在矿石和大气中大量存在氧，人们至今仍很难把钛合金中的氧原
子含量控制到低限度内。研究又证明，利用现代技术，使钛合金中的碳、氢和氮间隙原子保
持低含量，而适当增加氧间隙原子的含量，不仅可保持或超过传统军用Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ
钛合金的抗弹性能，而且能够大大降低制造成本。这一技术进步，促进了低成本钛合金的研
究、应用与发展。
    美国陆军、矿物局以及政府有关工业部门实施开发低成本钛合金的研究计划，已取得明
显成效。例如，美国Ｔｉｍｅｔ公司用铁代替较昂贵的钒，配制出一种新型的钛合金Ｔｉｍ
ｅｔａｌ６２Ｓ（Ｔｉ－６Ａｌ－１.７Fｅ—0.1Si），其屈服强度为1040兆帕，抗拉强度
为990兆帕，延伸率为１５％。这些机械性能值等于或超过传统军用钛合金的相应值，而其
成本则比传统军用钛合金的低２５％。美国ＲＭＩ钛公司放宽钛合金中的氧原子含量，制成
一种富氧、低成本钛合金，适用于制造２５．４～７６．２毫米厚度的装甲板。该合金的化
学成分是５．５０～６．７５％Ａｌ，３.5～4.5%V，０.2～0.3%O，<0.50%Fe，其它杂质＜
０.50%。这种钛合金与传统的钛合金装甲相比，抗弹性能相等或较高，屈报强度和抗拉强度
则有所提高。
    鉴于上述低成本钛合金新材料的发展，美国陆军实验室起草了ＭＩＬ－Ａ－４６０７７
的修订本，并原定在１９９７年内发表。在这个修订的军用技术规格新版本中，除了保留传
统军用等级的Ｔｉ－６Ａｌ－４ＶＥＬＩ（非常低的间隙原子含量）之外，增加了放宽间隙
原子含量的两个等级Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ以及一个等级具有其它成分的钛合金。
在战车和火炮系统中的应用研究
    美国陆军的未业车辆计划要求发展重量减轻３０％的战斗车辆。低成本钛合金具有较高
的强度／重量比、优良的抗弹性能、良好的耐腐蚀性能和令人满意的加工性能，是替代装甲
钢和铝合金的首选材料。用它们制造装甲和零部件，价格适宜，综合性能最好，可达到车辆
减重目标。下表列出装甲钢、铝合金装甲和钛合金装甲的一些对比性能值。此外，据资料介
绍，低成本钛合金的效费比甚至高于聚合物基复合材料的效费比。因此，在美国的坦克、步
兵战车、两栖突击车和火炮系统中，低成本钛合金的应用研究有逐步增多的发展趋势。
     材料
     性能
     轧制均质钢装甲
     (MIL-A-12560)
     5083铝合金
     (MIL-A-46026)
     Ti-6Al-4V
     (MIL-A-46077)
     抗拉强度（兆帕）
     1170
     350
     970
     密度（克/厘米）
     7.86
     2.70
     4.50
     比强度（Mpa-厘米3）
     150
     130
     220
     质量防护系数
     1
     1.0~2.0
     1.5
Ｍ２“布雷德利”步兵战车的车长舱口是美国陆军首次应用低成本钛合金的部件。该舱口原
来用锻造铝合金制成。现在，它已用锻造Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ钛合金制造。该钛合金的成分
遵照ＭＩＬ－Ｔ－９０４６Ｊ的要求，把最大间隙氧原子含量从原来的０．１４放宽到
0.20。该舱口改用钛合金材料后，减轻重量３５％，并大大增加了防弹能力。
    加强Ｍ２“布雷德利”步兵战车装甲的一个措施是，在选择部位采用锻造钛合金附加装
甲板以防大口径弹药。扩展型Ｍ１１３装甲人员运输车也采用钛合金附加装甲提高装甲的防
弹能力。
    针对Ｍ１“艾布拉姆斯”主战坦克，美国陆军研究了许多可应用钛合金的部件，例如设
计了钛合金坦克炮塔，比钢炮塔减轻重量４吨。美国陆军坦克、机动车辆司令部进行了用钛
合金取代轧制均质钢，制造坦克其它部件的技术项目。在该项目的第一个阶段中，生产和鉴
定了两组部件。每组包括下列７个部件：炮塔排气板、核、生物和化学武器对抗系统护盖、
射手主瞄准具罩、发动机顶盖、炮塔枢轴架、车长舱口和车长热成像观察仪罩。上述钛合金
部件可使Ｍ１主战坦克减轻４２０公斤。
    在该项目的第二个阶段中，选择了炮塔排气板和射手主瞄准具交付生产。通用动力地面
系统公司已承包制造这两种部件。在Ｍ１Ａ２主战坦克改进计划中，将采用这两种部件。该
改进计划始于１９９６年１０月，在随后５年中将改进５８０辆Ｍ１Ａ２主战坦克。在实施
该改进计划的过程中，还有可能采用其它的钛合金部件，例如铸造钛合金炮塔座圈。
    美国海军陆战队正在寻求减轻先进两栖突击车重量的各种方案。一种方案是采用轻型装
甲。另一方案是用钛合金代钢制造负重轮平衡时，平衡臂、负重轮齿轮箱等部件。
    在火炮系统中，两种英国的１５５毫米轻型牵引榴弹炮大量使用了钛合金。美国联合防
务有限公司发展的装甲火炮系统，采用了钛合金附加装甲。在未来的“十字军战士”１５５
毫米自行榴弹炮中，有许多部件可使用钛合金。
其它应用研究
    低成本钛合金在美国海军和空军中也有巨大的应用潜力。因海水腐蚀，美国海军每年大
约需要更换９７千米舰船上热交换器用的铜镍合金管。用钛合金制造该管，可延长使用寿
命，大量节省维修和维护费用。美国空军也对低成本钛合金具有极大兴趣。采用冷炉熔炼工
艺，可降低航空航天级钛合金的成本。
    *//www.ordnance.cetin.net.cn/dongtai/bqdt.htm