我们生存在物质世界, 一切人类文明进步和生产科技发展都离不开新材料的发现与应用。钛材登上历史舞台, 带来航空、 航天、 航海及近代生产技术的新面貌。虽然早在二百多年前(1789年)就发现了钛, 但直到上世纪上半叶才在实验室中以金属热还原法试制出金属钛。二次世界大战后的1948年才能成吨地生产钛。真正称得起工业化生产是在20世纪50年代。
钛一旦能工业生产立即受到工业先进国家的重视。由于钛的密度小、 比强高、 无磁性、 耐腐蚀, 较易加工成型, 因此如美国始终把它看做良好的航空材料, 产量增长很快, 1950年还不到50 t, 三年就超过2000 t, 到1957年达到15000多t。日本引进美国技术, 自1952年开始小规模生产钛, 到1955年产量即达到1510 t。英国采用钠还原法1954年开始生产海绵钛, 1956年达到1700 t。前苏联则在1954年初部长会议上做出要在最短时期内创建苏联钛工业的决定。同年在莫斯科近郊的波多里斯克市建成300 t海绵钛规模的试验工厂。1955年始建千吨级镁钛厂, 后扩大为生产能力达5000 t/a的工厂。
我国自建国初期即重视科学发展工作, 1956年在聂荣臻元帅的主持下, 制订了我国科学技术的“十二年科学规则”, 在确定的56项课题中, 钛单立一项, 即第16项, 可见当时我国对发展钛的重视程度。
我国的钛工业主要是依靠自己的科学技术力量建立起来的。早在1954年, 有色金属试验所(北京有色金属研究总院的前身)就开始了从热河大庙钛铁精矿中提取钛的研究, 1956年又与北京有色金属设计院共同设计年产60~100 t海绵钛的试验单位, 依此于1958年在抚顺铝厂建成海绵钛车间, 当年四季度开始试车, 1959年6月投产。到1961年海绵钛产量达到54 t, 始接近设计的60 t/a能力。起到了积累经验、 培养人才的“种子”实验工厂作用。为进一步建设千吨规模海绵钛厂(如遵义钛厂)积累了经验。
关于将海绵钛熔铸成锭和进一步研究其合金加工, 是始于1956年。当时以实验室试制出的海绵钛在非自耗电弧炉上熔化成钛锭, 锻成棒材, 测试性能。这份试样保存至今, 成为我国首次试制出钛锭的证物。到1958年开始系统地研究钛合金及其熔炼设备, 设计制造我国第一台生产用的自耗电极电弧炉; 同时还试制出国际上已经成熟的钛合金牌号, 并加工成材。1960年沈阳苏家屯加工厂(沈阳有色金属加工厂)建成了我国第一个钛材加工车间(即第七车间); 到1964年开始成吨地生产钛材。宝鸡有色金属加工厂和宝鸡有色金属研究所(现名西北有色金属研究院)是1964年提出的三线建设的产物。它是将北京有色金属研究院十几年培养起来的与稀有金属合金加工有关的科研人员、 熟练工人、 多年积累和引进的稀有金属的熔炼、 加工和理化检测研究设备, 全部调往宝鸡, 成立了门类齐全、 人才济济的稀有金属材料研究和生产相结合的单位, 后来不断发展成为当前我国钛材生产和研发的主力军。
钛的价值体现在应用, 美国始用之于航空, 直至今日航空航天仍是美国钛的主要用户。我们在1964年进行了调查, 了解到在我国要发展钛, 首要利用钛的优良耐腐蚀和力学性能, 向民用拓展。到1971年我国钛材生产已有近300 t的生产规模, 为钛材的应用推广创造了条件。
就在此时, 也不乏有识之士出而推动新材料的发展。如袁宝华同志自1972年初就大力倡导稀有金属的应用推广工作。1974年四季度, 由冶金部、 化工部和轻工部联合在上海召开了钛的民用推广会议, 起到了良好的交流推广作用。钛材用量从1972年的200多t增加到1978年的500多t。但是因为受到“文化大革命”的干扰, 钛材市场没有进一步打开, 用量逐年下降, 1982年回降到近350 t。后在方毅副总理倡导下, 于1982年7月成立有国家经委、 计委、 科委领导参加的共16个部门组成的全国钛的应用推广领导小组, 并于1983年4月召开了全国钛的应用推广会议, 同时举办了钛的展览会。这一系列活动起到了发展我国钛工业的里程碑作用。当年见效, 钛材用量超过过去最高纪录, 达到533 t, 而且以后每年大幅度递增, 1985年超过千吨, 近年来已超过万吨。这个成绩的取得与国家的支持是分不开的。各行各业使用钛材部门重视推广工作, 如制碱、 制盐、 制药、 冶金和热电站等都扩大了钛材的用量。1986年1月经国家科委的批准, 成立了钛的技术开发中心, 与前述全国钛的应用推广领导小组办公室合署办公, 集合一些对钛事业有奉献精神的同志, 为全国钛的企事业单位和用户部门做一些协调服务工作。在我国钛的行业协会成立之前, 钛办公室起到协会的部分作用。
当前我国钛工业在世界上已具有一定的竞争能力, 更是发展我国航空、 航天、 船舶与海上设施、 耐腐蚀工业装备的基础产业。钛的应用还有广阔天地有待发展。
王桂生、 田荣璋等6位教授专家学者编写的《钛的应用技术》一书是凝聚了作者们40多年的研究成果和实践经验, 包括对钛的市场应用推广的需求了解, 系统地介绍了钛的资源、 理化性能、 合金分类、 钛设备的设计和制造工艺, 特别详尽地列举了钛在航空、 航天、 舰船、 海洋工程、 武器、 汽车、 建筑、 化工、 石化、 冶金、 电力、 轻工、医药、 体育和日常生活用品等方面应用的内容, 汇集了国内外钛及钛合金的研究、 应用方面的成熟经验和先进理念, 对我国钛领域的科研、 生产和应用推广都具有重要的参考价值, 将对发展我国钛业起到推动作用。
中国工程院院士
李东英
2007年6月19日
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