092.1940年：钛

　　威廉·贾斯汀·克罗尔（William Justin Kroll，1889—1973）

　　钛材料制作的髋关节假肢的X光片。

　　贝塞麦炼钢法（1855年），霍尔-赫劳尔特电解炼铝法（1889年），SR-71侦察机（1962年）

　　想象一下，如果你是一个工程师，你通常与铝和钢打交道。钢材具有很强的优势，因为它低廉的成本和坚固性，但是它相对比较重。铝的优点在于它与钢材有同样的坚固性，同时比钢材质量轻百分之五十。但是它在更低的温度下就会融化，而且更易产生金属疲劳。

　　作为一个工程师，你可能会问自己：“有没有一种金属，像铝一样轻，像钢一样坚固，还能在高温下保持其强度？”答案便是钛。这就是为什么SR-71侦察机几乎都是用钛材料制作的。如果用钢材制作，SR-71侦察机是不可能飞离地面的—―因为钢材太重了。如果它是铝材制作的，它不可能达到3马赫—―因为这样一来SR-71表面会非常热，铝制的SR-71会被瓦解。钛解决了这一切问题。另外，它还没有生锈、腐蚀和金属疲劳的问题。

　　所以，有什么理由不喜欢钛呢？为什么不是所有的飞机都用这种金属材料呢？最大的问题就是成本。在1940年，由冶金学家威廉·贾斯汀·克罗尔发明的克罗尔冶金术，他已经做到能够让钛的成本低到可以在实验室之外使用，但是还没有人能够在钛的制作过程中真正做到低成本。如果一磅钢材花费X费用的话，那么一磅铝花费2X的费用，而一磅钛则要花费20X的费用。

　　钛的另一个问题则是其可加工性。钛的加工过程比钢材更慢，问题更多。焊接钛对缺陷和焊缝的污染要求非常高。有时候，钛首饰色彩斑斓，这些颜色是由氧污染造成的，从结构上来说，这是不好的。对于金属，任何的油（包括指纹）都会引起污染。

　　除了运用在高速飞机和火箭上，工程师还在人体内使用钛，因为它的坚固、轻便和惰性。如果你有一个人造髋关节，其材料可能就是钛。■ 工程学之书