火箭用钛合金都不用不锈钢为什么

1. 钛合金和不锈钢的区别

组成不同：钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。不锈钢的主要成分是铬，是耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。性能不同：钛合金是一种新型金属，耐腐蚀、耐低温。不锈钢焊接性、抛光性能很强。作用不同：钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑。

1、组成不同：钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。不锈钢的主要成分是铬，是耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。

2、性能不同：钛是一种新型金属，性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质有关，耐腐蚀、耐低温。不锈钢焊接性、抛光性能很强。

3、作用不同：钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑。

2. 为什么造船要用钛合金而不用钢材说出原因

钛合金造船比用钢材有三大优势
1、钛合金的比重只有钢的57%,轻便，有利于船舰在海上的灵活性及载重
2、钛合金的耐蚀性要比钢强3倍有余，尤其耐氯离子，效果尤其明显
3、钛合金材料无磁性，在军舰上使用，有利于吸收雷达波，起到一定隐身作用

3. 火箭外壳为什么不用铝钛合金或氧化铝（质量较轻）、镍铬合金（耐高温，导热性差）、镍钨合金（耐高温）

铝合金普遍具有的一个重要缺点是耐高温性能比较差。大多数铝合金的使用温度都在200度以下。而火箭在升空过程中表面和空气剧烈摩擦，温度都比较高。高温下铝合金的性能急剧下降。所以火箭外材一般都会选用一些比较耐高温的材料。

4. 钛合金和不锈钢的区别

1、组成不同：

（1）钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。

（2）不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。

2、性能不同：

（1）钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%，但其强度低、塑性高。

（2）不锈钢：焊接性；耐腐蚀性：绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好；抛光性能：当今社会不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序，只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。

3、作用不同：

（1）钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

（2）304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，则316不锈钢。

(4)火箭用钛合金都不用不锈钢为什么扩展阅读

钛合金的分类：

室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。

1、α钛合金

它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。

2、β钛合金

它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa。

3、α+β钛合金

它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。

参考资料来源：网络-钛合金

参考资料来源：网络-不锈钢

5. SpaceX火箭为啥外表看着像不锈钢

北京时间 3 月 4 日凌晨，马斯克的 SpaceX 又完成了一次星舰 Starship 原型机试飞，这次代号为 SN10 的原型机终于不负众望，圆满完成了起飞、空中转体、空中引擎熄火并重新点火以及最困难的降落回收。胖胖的飞船稳稳地落到了指定地点，不过在安全降落地面8分钟后，SN10原型机再次毫无悬念的和前几任原型机一样“嘭”的爆炸。

星舰作为 SpaceX 面向未来的下一代发射载具，在 2017 年 9 月由马斯克正式公布了比较确切的计划，它未来可代替猎鹰 9 号、猎鹰重型运载火箭以及载人龙飞船等，不仅可执行地球轨道任务，也可完成登陆月球以及火星的任务。从2020年初开始测试的SN1原型机开始到刚刚完成试飞测试的SN10原型机，在累计10次的试飞测试中，只有去年8月连续发射的SN5和SN6两架原型机安全落地后没有爆炸，剩下的8架原型机都毫无悬念的以爆炸结束，所以早在之前每次SpaceX测试星舰原型机的时候，外界都惊呼“马斯克又想放烟花了”。

熟悉Space X公司的都知道这是一家依靠“性价比、可回收”技术成长起来的民营航天发射公司，特别是其猎鹰9系列运载火箭凭借一级火箭回收、重复使用技术大大降低了火箭发射成本，迅速成长为航天发射领域的一匹黑马外，更是在一定程度上引领了世界航天的发展方向。

星舰作为Space X面向未来星际航天的下一代运载火箭，依然从原始设计到火箭应用材料上深入的贯彻了“低成本带来高性价比”的发射理念， 新一代的星舰除了一如既往的采用了回收重复使用理念外，在火箭的制造材料上也是首创性的放弃了之前运载火箭大量使用的“铝锂合金”等金属材料和更高端的碳纤维材料，改为使用更常见的“不锈钢”作为火箭箭体结构制造材料。 比如从SN1原型机开始，马斯克就使用了301不锈钢作为箭体制造材料，所以我们看到早前几次SN系列原型机测试制造的画面时，看到其明晃晃的箭体表面，实际上就是301不锈钢的本质颜色。

至于为什么选择不锈钢作为箭体制造材料，马斯克最为直接的回答就是“便宜”。 的却不锈钢材料无论是从原材料的价格还是后期的加工成本来说，都要比之前火箭使用的铝锂合金等金属材料便宜的多。比如早前猎鹰9运载火箭上大量使用了铝锂合金、钛合金、碳纤维等高端材料，这些材料虽然强度更高的同时，质量更轻，更有利于降低火箭自身重量，提升火箭的运载力。但是这种材料不管是最贵的碳纤维、钛合金还是铝锂合金价格普遍都比较高，比如猎鹰9一级火箭使用了大量钛合金制造的箭体横向结构环和气动格栅舵、碳纤维制造的降落减震支腿，外加上铝锂合金制造的箭体材料，猎鹰9一级火箭的制造成本达到了2040万美元。

但是大量使用不锈钢材料制造的星舰价格超级便宜，从SN1---SN6原型机上大量使用的301不锈钢每千克的价格只有3美元，SN7开始虽然更换为钢性更强一些的304不锈钢，但是价格依然很好的保持在3美元多一点，那么对于Space X而言，更大更重的星舰制造成本反而只需要500万美元，而且加工制造难度更低，更适合快速、批量建造。

就是不锈钢啊

6. 运送嫦娥一号的长三甲运载火箭的某些部件使用了钛合金,主要利用了钛合金的什么特性 为什么

钛合金的强度比较高，耐高温性能好，在进入大气层的过程中速度太快，空气对它的摩擦增加，一般的金属抵抗不了那么高的温度。所以就使用钛合金了
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20％～25％。70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 2.5的飞机用钛主要是为了代替钢，以减轻结构重量。又如，美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3，飞行高度26212米)，钛占飞机结构重量的93％，号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300°C增加到500～600°C时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金，或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，以减轻结构重量。70年代，钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20％～30％，主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。

7. 钛合金和不锈钢的区别

钛钢又称316L精钢，与316L不锈钢是同一种材料，不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高。其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的至密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。钛金其实也就是不锈钢，和钛钢是一样的东西，在专业术语中是没有钛金这个东西的，只是商家出于商业利益目而这样称呼的。各商家们为了使钛钢产品更有时尚与科技感，而称它为"钛钢"，"钛金"，其实钛钢有些是不含"钛"的或者说钛只是作为添加剂只有微微一点。钛钢用途十分广泛，其特点是耐强酸、耐强碱，不变色、不过敏、不变形、坚硬、光亮。多用在医学上、名贵手表、钢笔和工业上等。

钛及钛合金密度低,只有为4.5克/立方厘米,是钢的60%左右，钛及钛合金的屈服强度为207-1379MPa，无磁，导热系数小,仅为钢的1/5,铝的1/3,铜的1/2;线膨胀系数小,为碳钢的1/5,为不锈钢的一半。钛及钛合金具有神奇的抗腐蚀性能，钛的抗腐蚀性比不锈钢强很多。在过去，化学反应器中装热硝酸的部件基本用的都是不锈钢，而不锈钢也怕非常强的腐蚀剂——热硝酸，每隔半年，所有部件都要统统换掉，现在，用钛及钛合金来制造部件，可以连续工作五年到10年不更换。以上是铁合金现货网看到，希望能帮到您~

8. 合金熔点一般比纯金属滴，为什么航天要用钛合金而不用纯钛

纯金属一般塑性较强，也就是俗称的“软”，在较大外力作用下易发生形变。
合金可以显著提高金属的强度，俗称“刚性”，可承受很大的外力而不形变。
纯钛的塑性强于钢，不宜用在高强度场合，钛合金则具有极高的强度，同时在接近熔点的高温下强度不减，因此是优良的航天材料。

9. 为什么火箭用高强度材料

飞机和火箭要承受很大的气动磨擦产生的高温,所以大量采用轻便,高强度且耐高温的钛锂合金等才料做外壳,但是钛合金十分昂贵,大大曾加了制造成本,现在航空发达国家越来越多地用轻便,坚固强度高的碳纤维复合才料,玻璃钢,甚至特种塑料来制飞机外壳,但是由于不耐高温,只能用在气动加热最小的部位或低速飞机,在直升机上现在已大量采用非金属才料做外壳.

10. 马斯克：为什么我要用不锈钢替代碳纤维建造星际飞船

马斯克在一月份的推特上说，以前被称为BFR的火箭将由不锈钢而不是碳纤维制造。在这次《大众机械》 杂志的独家采访中，他将告诉我们为什么。

SpaceX目前在用不锈钢材料制作巨型火箭。据我们所知，这是自20世纪50年代末阿特拉斯计划中一些命运多舛的尝试以来，不锈钢材料首次用于航天器的制造。

我们之所以了解到他的举动，是因为数周以来一直有传闻设计会有小幅优化，但在圣诞节前几天，马斯克透露此次并非小幅优化。构成“星舰火箭”（此前称为BFR，或Big Falcon Rocket或Big F-other-word Rocket）的箭体及其“超重型”（Super Heavy）助推器的最先进的碳纤维材料将被300系列不锈钢所取代。

即将测试飞行的“星舰”火箭刚刚在SpaceX位于德克萨斯州的发射场完成组装。这是一张未渲染过的真实图片。——Elon Musk（@elonmusk）2019年1月11日（来源 | twitter）

1月10日，马斯克在推特上发布了一张“星舰”测试版的照片——基本上是一架原型机，可用于亚轨道垂直起降（垂直起飞和着陆）的测试飞行，飞行高度约为16,400英尺，他称之为“啤酒花”。

自准揭幕以来，马斯克通过Twitter简短直接地回答了好奇的网友们提出的一些问题。但在公布前两周，他在位于加州霍索恩的SpaceX总部接受了《大众机械》主编瑞安·达戈斯蒂诺的独家采访。他非常详细地讲述了这一变化背后自己的想法。除此以外，他也谈及了更多的话题——我们很快就会给你呈现更多的内容。就目前而言，以下是他对这一重大变化的采访实录。

安·达戈斯蒂诺: 你一直在忙着重新设计星舰。

埃隆·马斯克： 是的。 星舰和“超重型”火箭助推器的设计改为用特殊的不锈钢合金。我对此考虑了很久。这种做法有点违反常理，我费了很大劲才说服团队朝着这个方向努力。但现在我相信他们对此深信不疑，是的，他们被说服了。我们曾经寻找一种先进的碳纤维结构，但进展非常缓慢。碳纤维成本为每公斤135美元，并且有大约35％的报废率——比如你切割纤维，其中一些就无法使用，所以实际成本接近每公斤200美元，而不锈钢则只有3美元。。它浸渍了高强度树脂，处理起来非常棘手，而且有60到120层。

如果你看一下高质量不锈钢的特性，印象中它不是最轻的，可是事实上它却是最轻的

瑞安·达戈斯蒂诺： 相比之下，不锈钢如何呢？

埃隆·马斯克： 对于不锈钢来说，违反常理的一点是，虽然很明显它便宜、进度也快很多，但印象中它不是最轻的。可是事实上它却是最轻的。如果你看一下高质量不锈钢的特性，不易发现的一点是，在低温下其强度会提高50％。

大多数钢在低温条件下会变得非常脆。你肯定也见过在碳钢上喷液氮的戏法——喷些液氮，然后用锤子打碳钢，它会像玻璃一样破碎。大多数钢都是如此，但对于铬镍含量高的不锈钢却并非如此。铬镍会增加了不锈钢的强度，并提高其延展性。所以，即使在零下330华氏度，这种不锈钢会有12％到18％的延展性，非常有韧性，非常坚固，没有碎裂问题。

断裂韧性指的是这样一种性质：如果某些东西有一个小裂缝，材料是会阻止裂缝，还是会导致裂缝扩散？因此，当经历重复振动的多个应力循环时，材料中的小缺陷会扩散多少？

所以，有些材料可以阻止自己裂缝。

瑞安·达戈斯蒂诺： 所以有些材料可以阻止自己裂缝。

埃隆·马斯克： 是的，比如陶瓷——像咖啡杯之类——很难阻止裂缝。一旦裂缝开始，就会像玻璃一样直至最后完全碎裂。然而根据金属类型的不同，某些金属具有比其他金属更好的断裂韧性，而断裂韧性可随温度而变化。从技术上来看，韧性是指应力-应变曲线下的区域。因此，当你对某个物体施加压力时，这个物体会有多大的应变，或者说物体会有多大的变形？这是一个重要的效益。

不锈钢是早期阿特拉斯计划中使用的材料。早期的阿特拉斯是一个钢制球罐。阿特拉斯计划的缺陷在于这种材料太薄，以至于它会在自身重量作用下坍塌。这是一个无法经久耐用的钢制气球，它会像一个充气城堡一样坍塌，甚至无法携带一个很小的有效载荷。早期的阿特拉斯有多个案例是真的在发射垫上坍塌造成的灾难。

不过，当你把它看做是可循环利用的飞行器时，我认为有一个很重要的技巧。看，这是钢的另一个优点：它具有高熔点，比铝高得多。虽然碳纤维不会熔化，但树脂在一定温度下会被破坏。所以通常铝或碳纤维的材料需要一个稳定的工作温度，大约被限制在300华氏度（约150摄氏度）左右。这个温度并不高，在这个温度以内只能进行一些短途旅行，或许可以超过一下限度，到350华氏度，再努力一下到400华氏度（约204摄氏度）。但是400华氏度的话，就真的到达极限了。材料会变弱，有些碳纤维虽然可以承受400华氏度，但是强度方面就会缩水。但钢铁可以达到1500～1600华氏度（816～871摄氏度）。

还有一件重要的事情会带来很大的不同

瑞安·达戈斯蒂诺： 你们有一个完整的冶金团队吗？

埃隆·马斯克： 我们确实有一个很棒的材料组，但最初我们会简单地使用高品质的301不锈钢。还有一件重要的事情会带来很大的不同。在上升过程中，你需要一些在低温下强度很高的东西；再入时，需要能够承受高温的东西。因此，隔热罩的质量由隔热瓦和空气框架之间界面处的温度决定。无论是机械的还是粘合在一起，不管接合点是什么，这决定了隔热罩的厚度。

例如，在龙飞船上，隔热瓦片的厚度实际上是由隔热罩传到壳体的粘合线上的热量决定的，而不是由隔热瓦的侵蚀程度决定的。它实际上是由隔热瓦到粘合线之间的导电性所决定的，所以在使用降落伞下降时，我们不会丢失隔热瓦。基本上没有人想丢掉隔热瓦。

如果使用钢材，就可以在1500 华氏度（816摄氏度）而不是300 华氏度（150摄氏度）的接口温度下自如地使用，因此在接口点的温度承受能力提高了5倍，这意味着，对于钢结构来说，后壳的背风侧不需要任何隔热设备。

在迎风面，我想做的是有史以来第一个再生隔热罩。像不锈钢三明治一样的双层不锈钢外壳，基本上有两层。实际上，你只需要两个与桁条连接的层。你可以在夹层之间放置水，然后在外层有微小的穿孔，非常微小的穿孔，除非靠近，否则根本看不到它们。这些微小的孔可以排水，等于是在使用蒸腾冷却来冷却火箭的迎风面。所以整件事看起来仍然是全铬质感的，就像摆在我们面前的这个鸡尾酒调酒器。但其中一方将是双层的并且具有双重目的，即加强机体的结构，使其不重蹈阿特拉斯命运的覆辙。你有一个隔热罩，它作为一个结构提供双重保障，就是这样。

据我所知，这种做法之前从未被建议过。

瑞安·达戈斯蒂诺： 据我所知，这种做法之前从未被建议过。这是一个巨大的变化。

埃隆·马斯克： 是的。

瑞安·达戈斯蒂诺： 钢材来自哪里？

埃隆·马斯克： 它就是301不锈钢。这么说吧，304不锈钢是人们制作罐子的材料，储量很多。

瑞安·达戈斯蒂诺： 这对你的进度有什么影响？

埃隆·马斯克： 它会加快进度。

瑞安·达戈斯蒂诺： 因为它更容易使用吗？

埃隆·马斯克： 是的。钢材非常容易使用。哦，我忘了提到，碳纤维每公斤135美元，报废率35％，所以差不多要每公斤200美元。但钢材每公斤只需3美元。

瑞安·达戈斯蒂诺： 这是一个好主意。

埃隆·马斯克： 是的。