歡迎 ?lker ?zcan 先生，他將與 aBlogtoRead.com 合作發(fā)表幾篇文章，討論表殼和其他組件中使用的材料和工藝。Ozcan 是一名專業(yè)的材料工程師，擁有一家小型研發(fā)公司 他熱愛機(jī)械手表，也喜歡這些手表中使用的奇異材料。本系列文章的目的是為鐘表愛好者提供有關(guān)手表材料的許多方面的知識(shí)，以便每個(gè)人都可以對(duì)所購買的手表做出更明智的決定。現(xiàn)在談?wù)?Ozcan 先生：

在第一篇文章中，我選擇從 Titanium 開始。鈦近來在高級(jí)手表中大受歡迎，也不是沒有原因的。對(duì)我來說，鈦是有史以來最好的整體工程金屬！然而，它是制作表殼的最佳材料嗎？讓我們來看看…廣告留言廣告信息結(jié)束

我們的工程師測量許多特性來評(píng)估材料。如果您不是材料工程師，那么屬性的類型可能比您聽說過的還要多。這些特性中最廣為人知的是：強(qiáng)度、硬度、韌性、輕便性和耐用性。

與所有工程金屬一樣，鈦合金有很多種。最廣為人知的是Ti-6Al-4V，也稱為5級(jí)。這是我們在本文中提到鈦時(shí)主要表示的合金。它用于要求非常苛刻的應(yīng)用，例如飛機(jī)部件、導(dǎo)彈等。例如，2 級(jí)鈦被認(rèn)為是商業(yè)純度，具有較差的性能，但仍然是一種非常好的材料。

鈦已經(jīng)存在了兩個(gè)世紀(jì)，主要是在實(shí)驗(yàn)室中。在上個(gè)世紀(jì)，開發(fā)了以工業(yè)量提取鈦的方法。直到最近，它還專門用作航空航天材料，并且正在慢慢滲透到許多市場，包括鐘表行業(yè)。對(duì)于許多應(yīng)用來說，它的價(jià)格高得令人望而卻步，價(jià)格約為普通碳鋼的 50 倍。其價(jià)格仍遠(yuǎn)低于貴金屬。廣告留言廣告信息結(jié)束

現(xiàn)在，強(qiáng)度和韌性是鈦的優(yōu)勢所在。耐久性不是一個(gè)科學(xué)術(shù)語，我們可以將其視為材料在循環(huán)載荷下的壽命，如轉(zhuǎn)動(dòng)的軸即疲勞壽命。鈦在這方面也很棒，但它在表殼中卻無關(guān)緊要，因?yàn)楸須ぴ谄谙掠肋h(yuǎn)不會(huì)失效。但是，如果它用于機(jī)芯內(nèi)部或用于表冠或按鈕，則可能很重要。強(qiáng)度表示材料在失效前可以承受多少載荷。鈦具有非常高的強(qiáng)度，約為 1000 MPa，為 5 級(jí)。是普通鋼的五倍。即使是純鈦也相當(dāng)堅(jiān)固，2 級(jí)約為 350 MPa。但是也有比鈦合金強(qiáng)度更高的合金鋼，比如我們上面提到的工具級(jí)鋼，或者一些特殊的航空航天鋼（例如300M），強(qiáng)度在2000 MPa左右。韌性表示材料在斷裂前可以吸收多大的沖擊力。鈦在這里真的很棒，在沖擊測試中吸收了大約 20 焦耳的大量能量。然而，對(duì)于奧氏體不銹鋼，也有更好的鋼合金，最高可達(dá) 150-200J（也有韌性非常差的鋼，如馬氏體鋼）。然而，超過一定程度的韌性對(duì)于手表相關(guān)應(yīng)用并不重要。您不太可能將手表砸到表殼破裂的程度。在那之前，微妙的運(yùn)動(dòng)就會(huì)失敗。然而，對(duì)于奧氏體不銹鋼，也有更好的鋼合金，最高可達(dá) 150-200J（也有韌性非常差的鋼，如馬氏體鋼）。然而，超過一定程度的韌性對(duì)于手表相關(guān)應(yīng)用并不重要。您不太可能將手表砸到表殼破裂的程度。在那之前，微妙的運(yùn)動(dòng)就會(huì)失敗。然而，對(duì)于奧氏體不銹鋼，也有更好的鋼合金，最高可達(dá) 150-200J（也有韌性非常差的鋼，如馬氏體鋼）。然而，超過一定程度的韌性對(duì)于手表相關(guān)應(yīng)用并不重要。您不太可能將手表砸到表殼破裂的程度。在那之前，微妙的運(yùn)動(dòng)就會(huì)失敗。

如您所見，鋼非常好，但鈦實(shí)際上領(lǐng)先的地方在于輕（重量）。對(duì)于相同體積的密度為 4.5 g/cc 的鋼，它的重量大約是鋼的一半，而鋼的密度為 7.8。因此對(duì)于具有相同強(qiáng)度的表殼，鈦金屬表殼的重量是高強(qiáng)度鋼表殼的一半。實(shí)際上，高強(qiáng)度鋼幾乎從未用于手表（它們用于飛機(jī)部件和工業(yè)工具）。不銹鋼被廣泛使用，強(qiáng)度較低（除非是鍛造的，這在鐘表行業(yè)幾乎從未使用過）。因此，對(duì)于相同的強(qiáng)度，鈦金屬表殼的重量不到其一半。

鈦擅長的另一個(gè)領(lǐng)域是耐腐蝕性（例如，它的抗生銹性）。太好了，鈦幾乎不可能生銹。它不受除硝酸以外的所有酸的影響。硝酸是您日常生活中不會(huì)靠近的東西。它的耐腐蝕性與鉑金相似，就工程金屬而言，只有鋯能勝過鈦的耐腐蝕性。這種耐腐蝕性是鈦具有低過敏性的關(guān)鍵。由于其表面形成的氧化層，它非常惰性，不會(huì)與人體發(fā)生反應(yīng)——因此成為許多醫(yī)療應(yīng)用的首選材料。

在某些領(lǐng)域，鈦被鋼打敗了。例如剛度，它表示材料在負(fù)載下變形的程度。鋼具有更高的剛度，高得多。但我認(rèn)為在表殼中它不是重要的屬性。也許吧，除了潛水表。

鈦的硬度低于某些鋼，因此它比大多數(shù)鋼更容易劃傷。然而，鈦比金、鉑和鋁硬得多。涂層也可以提高鈦的硬度，我們可能會(huì)在另一篇文章中介紹許多涂層。5 級(jí)鈦的洛氏 C (Rc) 硬度約為 35。鋼的硬度范圍從低值一直到硬化碳鋼的 55 Rc 到工具鋼的 65 Rc，甚至更高的用于刀具的特殊鋼（例如 D-2 工具鋼、S30V 刀具鋼）。黃金、鉑金和鋁非常柔軟，通常甚至不會(huì)顯示在同一個(gè)硬度標(biāo)尺上（有很多硬度標(biāo)尺）。

加工鈦很棘手。焊接、鍛造、鑄造和熱處理都非常困難。因此，這種技巧增加了鈦的高價(jià)。許多使鈦成為優(yōu)質(zhì)金屬的特性也使其難以制造。使用航空航天工業(yè)中開發(fā)的某些技術(shù)可以克服這些困難。這就是我們?nèi)缃褚詫?shí)惠的價(jià)格買到漂亮的鈦金屬表殼的方式。然而，鑄造和焊接工藝仍然非常棘手，我們不太可能以非常實(shí)惠的價(jià)格看到鑄鈦表殼或焊接表殼。

鈦是一種很好的材料，它在戰(zhàn)斗機(jī)中的使用量仍在增加。例如，F(xiàn)-22 使用的鈦比任何西方飛機(jī)都多。作為一種材料，它最大的競爭對(duì)手是碳纖維增強(qiáng)聚合物 (CFRP)，我們將在另一篇文章中介紹它。

這篇文章是為了一般性地向人們介紹鈦?zhàn)鳛楸須げ牧隙鴮懙模⑦M(jìn)行了明顯的簡化。對(duì)鈦的更廣泛討論將擴(kuò)展這些主題中的每一個(gè)，并包括更多內(nèi)容。盡管作為手表愛好者，您希望對(duì)這種流行的金屬有新的看法。總之，如果您購買鈦手表，尤其是鍍層良好的鈦手表，您會(huì)為自己的決定感到高興。