在重慶兩江新區北京理工大學重慶創新中心，有一支特種金屬材料研發團隊，在負責人王樂帶領入駐兩年多以后，已成功地設計和制備一批滿足相關要求的特種鈦合金結構材料，部分鈦合金已經進入相關的工程應用。對于促進重慶鈦合金相關產業升級，擴大鈦合金應用領域和范圍等方面都發揮了重要作用。
王樂出生于1990年，2019年3月在中國科學技術大學獲得博士學位，2019年6月在北京理工大學材料學院從事博士后研究工作，同年10月轉入北京理工大學重慶創新中心繼續從事博士后工作。
“我研究的是高強韌鈦合金材料，主要面向航空航天和裝甲防護領域。”王樂告訴筆者，鈦合金材料在工程應用方面具有顯著的優勢，比如密度低、強度高。鈦合金的密度只有鋼的57%，部分領域可代替傳統鋼材，實現減重。在比強度方面，鈦合金是鋼的1.61倍、鋁合金的1.24倍，有利于裝備輕量化。此外，鈦合金耐熱性遠高于鋁合金，具有良好的高溫機械性能，在航空航天、軍工領域有著絕對的應用優勢。
擁有這些優勢的鈦合金，在具體應用上，也面臨著許多挑戰：一是要實現低成本，二是增強它的強韌性和抗沖擊性。“鈦合金的原材料通常來源于海綿鈦。”王樂說，為實現低成本，他們開始逐漸使用回收的鈦廢料，但其中面臨的難點是成分控制。
王樂介紹，鈦合金含有3種以上的元素，不同元素含量會導致不同性質。“我們的實驗過程就是要推導出合適的元素種類以及含量配比，找到每種元素所特有的控制范圍。”王樂說，鈦合金在鍛造和軋制變形過程中，會受到很多因素影響，其中，溫度控制很重要。鈦合金變形溫度一般在八九百攝氏度，但幾十度的差異就有可能導致失敗。為了找到不同組織鈦合金的最佳變形溫度，王樂團隊通常要實驗幾十次甚至上百次，通過大量的實驗，團隊逐漸找到經驗，從而確定不同鈦合金所對應的合適變形溫度。
自從入駐兩江新區，王樂每天花大量的時間在實驗室里，而重慶密集的軍工企業和豐富的產業資源，也為研究的推進提供了不少便利。“之前在和金世利航空材料有限公司合作研發新型鈦合金材料的過程中，出現了鈦合金開裂的情況。”得知這一消息后，王樂立即前往，在現場指導，不斷修改鍛造工藝，實現技術優化，為團隊節省了許多時間。
王樂表示，目前，實驗室已經與重慶金世利航空材料有限公司、紅宇集團、重慶鐵馬集團等單位建立了廣泛的合作，對于促進重慶鈦合金相關產業升級，擴大鈦合金應用領域和范圍等方面都發揮了重要作用。團隊入駐兩江新區以來，已經主持參與了國防重點研發項目、中央軍委總裝備部預研項目、重慶市自然科學基金等一系列項目，相關技術已走在前沿，不斷推進解決國家發展過程中的重大需求和關鍵技術瓶頸。
未來，實驗室將繼續深入開展高強韌鈦合金的研發，拓寬鈦合金應用范圍，研發成果有利于新項目的獲得以及鈦合金產品的工程化應用，有利于以項目推動成果轉化。例如，推進裝甲鈦合金在二代空降車的應用、研發用于兩棲突擊車的高抗彈性能鈦合金板材、開展用于導彈戰斗部殼體的高抗沖擊鈦合金工程應用研究等。
王樂表示，他將帶領科研團隊立足國防需要，依托本地密集的軍工企業和豐富的產業資源，以裝備輕量化和先進安全防護材料為導向牽引，以高性能鈦合金的研發與應用為核心任務，以新材料新工藝研發與技術服務為主要工作，以工程應用創新成果的轉移轉化為長期目標，推動鈦合金產業高質量發展。
