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《钛及钛白金的应用情况》

     钛及钛合金根据其材料特性的不同,应用的范围及具体部位也有所不同,广泛上来说它可被用于航空工业,火箭,导弹及宇宙飞船工业,船舶、舰艇制造业,化学石油工业以及其他工业。

 
应用领域
材料的使用特性
应用部位
航空工业 喷气发动机 在 500℃ 以下具有高的屈服强度 / 密度比和疲劳强度 / 密度比,良好的热稳定性,优异的抗大气腐蚀性能,可减轻结构质量 在 500℃ 以下的部位使用:压气盘、静叶片、动叶片、机壳、燃烧室外壳、排气机构外壳、中心体、喷气管等
机身 在300摄氏度以下,比强度高 防火壁、蒙皮、大梁、起浇架、翼肋、隔框、紧固件、导管、舱门、拉杆等
火箭导弹及宇宙飞船工业 在常温及超低温下,比强度高,并具有足够的韧性及塑性 高压容器、燃料贮箱、火箭发动机及导弹壳体、飞船船舱蒙皮及结构骨架、主起落架、登月舱等
船舶、舰艇制造工业
 
比强度高,在海水及海洋气氛下具有优异的耐蚀性能
 
耐压艇体、结构件、浮力系统球体,水上船舶的泵体、管道和甲板配件,快艇推进器、推进轴、水翼艇水翼、鞭状天线等
化学工业、石油工业 在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性,在还原性介质中也可通过合金化改善其耐蚀性
 
在石油化工、化肥、酸碱、钠、氯气及海水淡化等工业中,作热交换器、反应塔、蒸馏器、洗涤塔、合成器、高压釜、阀门、导管、泵、管道等
 
其他工业 常规正品制造
 
耐蚀性好,密度小 火炮尾架、迫击炮底板、火箭炮炮管及药室、喷管、火炮套箍、坦克车轮及履带、扭力棒、战车驱动轴、装甲板等
 
冶金工业 有高的化学活性和良好的耐蚀性 在镍、钴、钛等有色金属冶炼中做耐蚀材料,在钢铁冶炼中是良好的脱氧剂和合金元素
医疗卫生 对人体体液有极好的耐蚀性,没有毒性,与肌肉组织亲合性能良好好
 
做医疗器械及外科矫形材料,钛制牙、心脏内瓣、隔膜、骨关节及固定螺钉、钛骨头等
 
超高真空 有高的化学活性,能吸附氧、氮、氢、 CO 、 CO2 、甲烷等气体

钛离子泵

电镀工业
 
耐腐蚀、寿命长、传热快、加热效果好,对产品无污染,可提高劳动生产率和减少维修费用
 
镀镍、镀铬(除氟化物镀铬外)、酸性和氰化物镀铜、三氯化铁铜板腐蚀中作加热器、电镀槽子,网篮、挂具、薄膜蒸发器等
 
电站 高的耐蚀性,密度小、质量轻,良好的综合力学性能和工艺性能,较高的热稳定性,线胀系数小
 
全钛凝汽器、冷凝器、管板、冷油管、蒸汽涡轮叶片等
 
机械仪表   精密天平秤杆、表壳、光学仪器等
 
纺织工业   亚漂机、亚漂罐中耐蚀零、部件
造纸工业   泵、阀、管道、风机、搅拌器等
医药工业   加料机、加热器、分离器、反应罐、搅拌器、压滤罐、出料管道等
 
体育用品   航模、羽毛球拍、登山器械、钓鱼杆、宝剑、全钛赛车等
 
工艺美术   钛板画、笔筒、砚台、拐杖、胸针等

 

钛别 牌号 主要特性 用途举例
碘法钛
TAD
这是以碘化物法所获得的高纯度钛,故称碘法钛,或称化学纯钛。但是,其中仍然还有氧 . 氮 . 碳 . 这类间隙杂质元素,它们对纯钛的力学性能影响很大。随着钛的纯度提高,钛的强度、硬度明显下降。故起特点是:化学性稳定性很好,但强度很底。 由于高纯度的钛强度较低,它作为结构材料应用意义不大,故在工业中很少用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛和钛合金
工业纯钛
TA1
TA2
TA3
工业纯钛与化学纯钛不同之处是:它含有较多的氧 . 氮 . 碳及多种其它杂志元素(如铁 . 硅等),它实质上是一种低合金含量的钛合金 。与化学纯钛相比,由于含有较多的杂志元素使其强度大大提高,它的力学性能与化学性与不锈钢相似(但和钛合金相比,强度仍然较低)
工业纯钛的特点是:强度不高,但塑性好,易于加工成行,冲压、焊接、可切割加工性能良好;在大气,海水 . 湿氯气 及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性,抗氧化性优于大多数 臭固体 不锈钢但耐热性较差,使用温度不太高。
工业纯钛按其杂质含量的不同,分为 TA1.TA2 和 TA3 三个牌号。这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的,故其机械强度和硬度也随之逐级增加,但塑性 . 韧性相应下降。
工业上常用的纯钛是 TA2 ,因其耐蚀性能和综合力学性能适中。对耐腐和强度要求较高时可采用 TA3 。对要求较好的 成型性能时可采用 TA1 。
1 )主要用作工作温度 360 度以下,受力不大但要求高塑性的冲压件和耐蚀结构零件,例如:飞机的骨架 个 皮,发动机附件,船舶用耐海水腐蚀 管道、阀门、泵及水 带 . 海水淡化系统零部件,化工上的热交换器 . 泵体、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、坚固件、离子泵 、 压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶 簧 等。
( 2 ) TA1.TA2 在铁含量为 0.095%. 氧含量为 0.08%. 氢含量为 0.0009%. 氮含量为 0.0062% 时,具有很好的低温韧性和高的低温强度,可用作 -259 ℃ 以下的低温结构材料。
α 型钛
合金
TA4
这类合金在室温和使用温度下有 α 型单相态,不能热处理强化 ( 追灭是唯一的处理方式 ) , , 主要依靠固溶强化。室温强度一般低于 β 型和 α+β 型钛合金 ( 但高于工业纯钛 ) ,而在高温 ( 500℃ -- 600℃ ) 下的强度和蜕变,强度却是三类钛合金中最高的,且组织稳定,抗氧化性和焊接性能好,耐蚀性和可切削加工性能也较好,但塑性低 ( 热塑性仍然良好 ) 室温冲压性能差。其中使用最广的是 TA7 ,它在退火状态下具有中等强度和足够的塑性 , 焊接性能良好 , 可在 500℃ 以下使用 , 当其间隙杂质元素 ( 氧、氢、氮等 ) 含量极低时,再超低温时还具有良好的韧性和综合力学性能,是优良的超低温合金之一。 抗拉强度比工业纯钛稍高 , 可做中等强度范围的结构材料,国内主要用作焊丝。
TA5、TA6
用于 400℃ 以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件,如飞机 才 皮 , 骨架零件 , 压气机壳体、叶片、船舶零件等。
TA7
500℃ 以下长期工作的结构零件和各种模锻件,短时使用可到 900℃ 。亦可用作超低温 ( -233℃ ) 部件 ( 如超低温用的容器 ) 。
TA8
500℃ 长期工作的零件,可用于制造发动机压气机盘和叶片。但合金的组织稳定性较差。在使用上受到一定限制。
β 型钛合金
TB2
这类合金的的主要合金元素是钼、铬、钒 等 β 稳定性化元素 . 在正火或 级火 时很容易将高温 β 相保留到室温,获得介稳定的 β 单相组织,故称 β 型钛合金。
β 型钛合金可热处理强化,有较高的强度,焊接性能和压力加工性能良好;但性能不够稳定,熔炼工艺复杂,故应用不如 α 型、 α+β 型钛合金广泛 。
在 350℃ 以下工作的零件,主要用于制造各种整体热处理 ( 固容 . 时效 ) 的板材冲压件和焊接件;如压气机叶片、轮盘、轴类等重载荷旋转件,以及飞机的构件等。
TB2 的合金一般在固溶处理状态下交货 , 再固容,时效后使用。
α+β 型钛合金
TC1
TC2
这类合金在高温是 α+β 型 两相组织 , 因而得名为 α+β 型 钛合金。它具有良好的综合力学性能,大多可热处理强化 ( 但 TC1 、 TC2 、 TC7 不能热处理强化 ) ,锻造、冲压及焊接性能较好,可切削加工,室温强度高。 150--500 度以下且有较好的耐热性 , 有的 ( 如 TC1 、 TC2 、 TC3 、 TC4) 并有良好的低温韧性和良好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀能力。缺点