鈦及其合金之所以被廣泛的關(guān)注是因為它具有一系列顯著的優(yōu)點。鈦的熔點為1668℃屬高熔點金屬,密度為4.51g/cm3屬輕金屬,鈦合金比強度很高是很好的結(jié)構(gòu)材料。經(jīng)常被人們廣泛使用于航空航天、石油開采、真空制鹽、化工、冶金、電力、建筑、海洋工程、車輛、醫(yī)藥、體育休閑及生活用品等行業(yè)。
一、鈦的性能
1、鈦的十大特性:
密度小強度高比強度大;耐腐蝕性能好;耐熱性能好;低溫性能好;無磁;熱導(dǎo)率小;
彈性模量低;抗拉強度與屈服強度相近;高溫下易被氧化;抗阻尼性能低。
2、三種特殊性能:
形狀記憶功能;超導(dǎo)功能;貯氫功能。
3、鈦的化學(xué)性能:
由于鈦的表面有一層穩(wěn)定的,附著性強的氧化膜,因此具有優(yōu)異的耐腐蝕性。陽極氧化及熱氧化生成的氧化膜,可以明顯提高鈦的耐腐蝕性。
鈦在不同介質(zhì)中的腐蝕性能:
在氧化性的介質(zhì),中性弱還原性介質(zhì):如海水、氯化物溶液、氧化性無機酸溶液、溶度低于3%HCL和低于4%H2SO4溶液中鈦的氧化膜處于穩(wěn)定。
在還原性酸溶液中不耐腐蝕。
二、鈦的應(yīng)用
1、航空航天領(lǐng)域
客機,戰(zhàn)機中鈦的占比逐漸提高
因為鈦有良好的耐熱性,抗高溫強度,抗蠕變性,能很大程度的改善噴氣發(fā)動機的壓縮性能,增大推力,改善耗油率,提高發(fā)動機總效率。
2、化工領(lǐng)域
3、真空制鹽行業(yè)
制鹽蒸發(fā)器使用碳鋼設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,耐腐蝕性能強的鈦材改善了這一缺點,促進(jìn)了制鹽工業(yè)的發(fā)展。
4、電力行業(yè)
鈦的耐海水腐蝕性,資源豐富,熱交換性好,比強度高,維修少壽命長等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于電站凝汽器,蒸汽渦輪葉片,換熱器以及電廠煙囪上。
5、建筑行業(yè)
優(yōu)點:耐腐蝕性強、熱膨脹系數(shù)低、環(huán)保節(jié)能、壽命長可保持100年不變、表面質(zhì)感好可根據(jù)需求調(diào)節(jié)色彩、極易與其他材料相配。
6、海洋工程
海水淡化:腐蝕性小的地方鈦管壁厚更小,性價比高,熱導(dǎo)率小
7、車輛行業(yè)
密度低:減輕車輛重量,減小慣量
比強度高:可做承重部件
耐熱性好:可做高溫部件
熱膨脹系數(shù)小:可做發(fā)動機氣門部件
抗凍性好:不會產(chǎn)生低溫脆性
成形性好:可以通過各種不同方法打造出形狀各異的零部件
8、醫(yī)藥行業(yè)
生物相容性好,韌性好,彈性模量低,無磁性,形狀記憶功能。適用于制作人工關(guān)節(jié)、體內(nèi)支架、脊柱矯形棒并且不受磁場影響保證安全,無毒副作用。
9、生活用品
用作殼體材料:電腦,相機,手機,剃須刀等
用作輕量化材料:眼鏡,拐杖,釣魚竿,手表,廚房用具等
工藝品和裝飾材料:戒指,項鏈,胸針,耳環(huán)等
總結(jié):
在過去幾十年中,航空用鈦合金的合金化理論、綜合強韌化技術(shù)和熱處理工藝均得到了很大發(fā)展。目前,鈦合金的研究主要集中在高溫下熱穩(wěn)定性、蠕變抗力和低成本的鈦合金設(shè)計及制造工藝等方面。隨著研究的深入,將以航空高端應(yīng)用帶動鈦合金低成本加工的技術(shù)進(jìn)步,從而使鈦產(chǎn)品的發(fā)展越來越快。