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钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析

钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析
钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析

1. 钛及钛合金的应用现状与发展趋势分析

钛及其合金具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀等许多优特性,被誉为“未来的金属”,是具有发展前途的新型结构材料。钛及其合金不仅在航空、宇宙航行工业中有着十分重要的应用,而且已经开始在化工、石油、轻工、冶金、发电等许多工业部门中广泛应用。

1.1. 钛在化工等部门的应用

钛的另一个显著特点是耐腐蚀性强,这是由于它对氧的亲合力特别大,能在其表面上生成一层致密的氧化膜,可保护钛不受介质腐蚀。金属钛在大多数水溶液中,都能在表面生成钝化氧化膜。因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好,甚至可与铂比美。但是,如果在某种介质中,能连续溶解钛表面氧化膜时,则钛在这种介质中便会受到腐蚀。例如,钛在氢氟酸、浓的或热的盐酸、硫酸和磷酸中,由于这些溶液溶解钛表面氧化膜,所以钛被腐蚀。如果在这些溶液中加入氧化剂或某些金属离子时,则钛表面氧化膜便会受到保护,此时钛的稳定属于增加。

1.2. 化学工业

钛在各种酸、碱、盐介质中,除上述四种无机酸和腐蚀性很强的氯化铝外,都具有很好的稳定性。所以,钛是化学工业中优良的抗腐蚀材料,得到了越来越广泛的应用。例如,在氯碱工业中使用钛金属阳极和钛制湿氯气冷却器,收到很好的经济效果,被誉为氯碱工业中的一大革命。

1.3. 石油工业

钛在有机化合物中,除了温度较高下的五种有机酸(甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸和三氟乙酸)外,都具有非常好的稳定性。因此,钛是石油炼制和石油化工中优良的结构材料,可以用来制作各种热交换器、反应器、高压容器和蒸馏塔等。三.冶金工业钛属活性金属,具有良好的吸气性能,是炼钢工业中优良的脱气剂,它能化合钢在冷却时析出的氧和氮。在钢中加入少量的钛(<%)可使钢坚韧而富有弹性。钛也是炼钢,炼铝等工业中重要的合金添加剂。钛具有超导性,是一种常见的超导材料。另外,钛在含有

金属离子的酸性溶液中具有很好的稳定性,因此钛在湿法冶金工业中,如铜、镍、钴、锰等有色金属的电解生产中,有着十分广泛的应用。

1.4. 化肥工业

尿素是重要的化肥,在生产过程中尿素、氨、氨基甲酸铵和它们的混合液,在高温高压的条件下腐蚀性很强,使用钛取代不锈钢后设备寿命大大增加,检修时间大大减少。因此目前尿素生产中的主要设备都使用钛材。

1.5. 海水淡化和造船工业

钛抗海水腐蚀的能力比其它所有金属都好,无论是在静止的或高速流动的海水中钛都具有特殊的稳定性。因此,钛是海水淡化装置的理想材料。钛在这个领域的应用数量将越来越大。钛抗海水和海洋空气腐蚀能力很强,而且强度大,重量轻,是造船工业的理想结构材料,已广泛应用在各种舰艇、深水潜艇的许多部件中。

1.6. 电力工业

钛在含有氯化物、硫化物等许多腐蚀性较强的热水中具有较好的稳定性,因此钛已经大量在火力发电厂中用作为热交换器的冷却管。用薄壁钛管取代铜镍合金管后,不仅大大提高了使用寿命,而且大大减少了检修时间,经济效果十分显著。

1.7. 造纸和纺织工业

钛对二氧化氯、亚氯酸、亚氯酸盐等漂白剂具有特殊的抗腐蚀性能。因此,钛在纺织印染工业、造纸工业的漂白设备中有着重要的应用。例如,钛材制造的亚漂机使用效果很好。同时,还有合成纤维等工业中用作喷丝头。

1.8. 其它方面

钛能抵抗人体的腐蚀,并对人体无害。因此可以广泛用于工医疗和制药工业部门。钛有着良好的吸气性能,也在电子真空技术中和高真空技术中有广泛的应用。

1.9. 钛在石油、化工等部门的应用

使用部门:石油化工

用途:反应器、压力容器、热交换器、分离器配管、蒸馏塔顶凝缩器内衬等。

使用部门:化学工业

用途:蒸馏塔、反应器、压力容器、热交换器、过滤器、测量仪器、汽轮机叶片、泵、阀、管道、氯碱生产电极、合成塔内衬、其它耐酸设备内衬。

造纸工业:搅拌器、漂白塔、加热锅、反应塔配管。

纺织工业:连续漂白机、蒸馏塔、反应槽、冷凝器、热交换管、离心分离机、喷丝头、阀、泵。

冶金工业:炼钢吸气剂、合金添加剂、超导合金材料、电解高纯金属(如钠、镍、钴)的阴极板和电镀槽等。

海水淡化和发电厂热交换器、冷凝器、供水加热器、管道、其它接触海水的设备。

舰艇工业:舰艇外壳、甲板、阀、翼、快艇推进器、传动轴、蒸汽机、深潜艇压力舱、开发海洋设备。

其它:超高真空钛泵、医疗和矫形器械、人工关节、制药和食品工业设备。

1.10. 钛材在航空工业中的应用

钛及其合金的比强度(强度与重量比)在金属结构材料中是很高的,它的强度与钢材相当,但其重量仅为钢材的57%。另外,钛及其合金的耐热性很强,在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性,短时间工作温度甚至还可更高些。而铝在150℃,不锈钢在310℃,就失去原有的机械性能。当飞机、导弹、火箭高速飞行时,其发动机和表面温度相当高,铝合金已不能胜任,应用钛合金是十分合适的。正是由于钛及其合金具有强度大、重量轻、耐热性强的综合优良性能,在飞机制造中用它来代替其它金属时,不仅可延长飞机的使用寿命,而且可以减轻其重量,从而大大提高其飞行性能。所以,钛是航空工业和宇宙航空工业中最有前途的结构材料之一。钛及其合金在航空工业中主要用于制造飞机发动机和机身。一般来讲,马赫数小于2的飞机,其发动机使用一部分钛及其合金,机身一般用铝合金。马赫数在于2的飞机,其发动机用钛量增加,而且机身也部分需要用钛。马赫数大于的飞机,其发动机入口温度已很高,就不能用钛合金而需用超级合金了,但其机身用钛量则显著增加。钛及其合金还具有良好的耐低温

性能,即使在-250℃的超低温下,它仍具有较高的冲击强度,可耐高压抗震动。因此,钛及其合金在火箭、导弹和宇宙飞船上不仅用于制造发动机外壳和结构部件,而且用于制造高压容器,如高压气瓶、低温液态燃料箱等。另外,钛及其合金在原子能反应堆和军用武器上都有应用。

1.11. 钛在航空工业等部门的应用

使用部门:航空工业

用途:飞机机身和蒙皮、发动机、尾锥、喷管、弹射舱、防火壁、夹层结构机身机架、连结件和其它零件。

宇宙航行工业飞船的液体燃料贮箱、高压容器、船舱、蒙皮、结构骨架、制动火箭主起落架,火箭、导弹高压容器、液体燃料贮箱、外壳、喷嘴、火箭发动机。

其它:原子能反应堆的结构材料、坦克天窗、炮筒和轻便常规武器等

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2. 钛的发展趋势分析

从外形上看,钛很像钢铁,但和钢铁相比,具有很多优异性能。因此,钛可成为一种发展快、用途广、收效大的金属。目前,有人把钛叫做“时髦金属”,也有人根据钛在工业上发挥的重要作用及其在未来发展趋势,把钛称为第三金属(第一金属指钢铁,第二金属指铝)、未来的钢铁。

在飞机制造工业上,要求制造所用的材料,既质轻,又强度大。一般是用比强度(材料的强度和比重的比值)来表示它,这个比值越大越好,而钛正符合这个要求。钛的比强度是目前使用材料中最大的,是不锈钢的3倍,是铝合金的倍。所以,在飞机制造工业上,很重视钛这个材料。随着航空工业的发展,飞机的飞行速度越来越快。速度越快、飞机跟空气摩擦产生的飞机表面温度就越高,当速度达到倍音速的时候,铝合金已经不能胜任,而用钢又太重,只有采用钛合金来制造,所以有人说,如果没有钛合金作为制造材料,就不能发展倍音速以上的超音速飞机。

在宇宙航行上,飞船的飞行速度比飞机更要快得多,并且工作环境变化更大,所以对材料的要求也更高、更严格。比如,用火箭把载人的宇宙飞船运到月球上去,要经历从高温到超低温的过程。在返回地面的时候,又从超低温进入高温,当飞船进入大气层的时候,飞船表面温度上升到540℃~650℃。制造宇宙飞船的材料,必须适应这样剧烈的温度变化,而钛合金能满足这些要求。在宇宙航行上,使用了钛以后,可以大大减轻飞行器的重量。从经济效果来看,由于结构重量的减轻,能够大量节省燃料,同时可以大大降低火箭和导弹的建造和发射费用。

钛的耐腐蚀能力非常强,特别是对海水的抗腐蚀能力,可以与白金相媲美。曾经有人把金属钛放在海水中浸泡了四年半,取出来以后观察,几乎没有被腐蚀,仍然保持原有金属光泽,所以,钛是制造舰艇的良好材料。钛作为耐腐蚀材料,自它的诞生就受到各国的高度重视。比如美国从1963年到1975年,在耐腐蚀材料方面使用钛的量增加了10倍。在日本使用的钛当中,有90%是用在耐腐蚀方面。钛的耐腐蚀能力比不锈钢高150倍。钛和氧有很强的结合能力,当钛暴露在空气中时,其表面立刻形成一层很薄的稳定的氧化膜,并具有特殊的耐腐蚀能力。(如果这层膜受到机械损伤的话,还会重新形成一层薄膜。)现在,电解槽国内外都用钛代替了石墨。目前,在国外有国家已规定:在原子能发电厂,为了安全,必须全部使用钛制冷凝器。在这方面用钛量是相当可观的,如发电量为60万KW的火力发电站,需钛材60t,而发电量为110KW的原子能发电站需要钛材多达150t。

在合金钢中加入少量的钛,可以大大改善钢的性能,提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。比如我们最常见的18-8不锈钢中就含有1%左右的钛。在有色金属湿法冶金中,使用了钛以后,也收到良好的效果。比如在金属镍的电解生产中,已经采用钛板代替不锈钢板作母板,不锈钢板只能使用一年左右,而钛板可以使用10年以上,使用寿命延长了10倍。经过长期实验证明:钛在人体内没有毒性,和人体的分泌物不起作用,对任何杀菌方法都适应,且没有磁性,所以,国内外都已经用钛作矫形外科材料和医疗器械。

超导材料是未来极有发展前途的一种材料。用约50%的钛和50%的铌制成的合金,是目前研究和使用最多的一种超导材料。在美国每年生产的100多吨超导材料中,铌钛合金占90%。人工制得的钛酸钡(BaTiO3)具有特殊的性质,它具有高的介电常数,由它制成的电容器具有较大的容量。目前,钛虽然比不锈钢贵2~3倍,但是使用寿合一般比不锈钢要提高10倍以上。这就是说,使用钛材一次投资是贵了些,可是由于使用时间长,终究还是经济的。预计在不远的将来,钛将会像钢铁、铜、铝一样,成为我们日常生活中必不可少的一种金属。

我国丰富的钛的资源,为发展钛工业提供了优越条件,也必将为钛在各个领域里的广泛应用开辟美好的前景。

钛合金在多领域的应用与发展

上海大学 本科生课程论文论文题目:钛合金在多领域的应用与发展 课程名称: 课程号: 学生姓名: 学生学号: 所在学院:材料科学与工程学院 日期:2015.05.24

摘要:钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。本文综述了钛合金在航空航天飞行器、热氢处理、发动机、高温钛合金、生物医用材料等方面的应用与发展。 关键词:钛合金;航空;氢;发动机;生物医用材料 钛合金在航空方面的应用与发展 钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,可以减轻飞机的重量,提高结构效率。在飞机用材中钛的比例,客机波音777为7%,运输机C-17为10.3%,战斗机F-4为8%,F-15为25.8%,F-22为39%。 高性能航空发动机的发展需求牵引着高温钛合金的发展,钛合金的使用温度逐步提高,从20世纪50年代以Ti-6Al-4V合金为代表的350℃,经过IMI679和IMI829提高到了以IMI834合金为代表的600℃。目前,代表国际先进的高温钛合金有美国的Ti-6242S,Ti-1100,英国的IMI834,俄罗斯的BT36以及中国的Ti-60。表2为600℃主要高温钛合金的成分及性能特点。 Ti-6242S(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)钛合金是美国于20世纪60年代为了满足改善钛合金高温性能的需要,特别是为了满足喷气发动机使用要求而研制的一种近α型钛合金。合金的最高使用温度为540℃,室温的σb=930 MPa。特点是具有强度、蠕变强度、韧性和热稳定性的良好结合,并具有良好的焊接性能,主要应用于燃气涡轮发动机零件,发动机结构板材零件,飞机机体热端零件。 BT36(Ti-6.2A1-2Sn-3.6Zr-0.7Mo-0.1Y-5.0W-0.15Si)合金是俄罗斯于1992年研制成功的一种使用温度在600~650℃的钛合金。合金中加入了5%W和约0.1%Y。加入W对提高合金的热强性有明显作用。加入微量Y可以明显地细化合金的晶粒,改善了合金的塑性和热稳定性。 Ti60(Ti-5.8 Al-4.8 Sn-2.OZr-1.0 Mo-0.35Si-0.85Nd)合金由中国科学院金属研究所在Ti55合金基础上改型设计、宝鸡有色金属加工厂参与研制的一种600℃高温钛合金。Ti60合金的特点之一是合金中加入了1%Nd(质量分数),通过内氧化方式形成富含Nd、Sn和O的稀土相,降低基体中的氧含量,从而起到净化基体,改善合金热稳定性的作用。Ti60合金已进行了半工业性中试试验(包括压气机盘模锻)和全面性能测定。 根据国内外研究现状,未来高温钛合金的发展趋势是:(1)研制600℃以上的新型高温钛合金。可对现有高温钛合金的成分进行调整,改进加工工艺,或研发新的高温钛合金,提高高温钛合金的使用温度。(2)稀土元素在高温钛合金中的作用尚待进一步研究。我国研制的含稀土元素的高温钛合金其使用温度已达到600℃,其各项性能显示均为良好。但稀土元素在合金

2017年钛及钛合金行业分析报告

2017年钛及钛合金行业分析报告 2017年10月

目录 一、行业管理体制和行业政策 (4) 1、行业管理体制 (4) 2、行业主要法律法规及政策 (4) 二、钛金属概况 (5) 三、行业上下游之间的关系 (6) 四、行业壁垒 (7) 1、技术壁垒 (7) 2、政策壁垒 (8) 3、资金壁垒 (9) 4、客户信任度壁垒 (9) 五、行业发展现状、趋势和规模 (10) 1、世界钛行业发展现状 (10) (1)优质钛矿 (10) (2)海绵钛 (11) (3)钛废料 (11) (4)中间合金 (12) 2、我国钛行业发展现状 (12) 3、我国钛及钛合金市场规模及市场供需 (14) (1)市场规模 (14) (2)进口情况 (15) (3)市场需求 (15) 4、我国钛行业发展趋势 (17) (1)钛产品技术创新 (17) (2)产品向高端领域转移 (17) (3)钛工业逐渐趋于国际化、规模化 (18) 六、行业风险特征 (18)

1、宏观经济影响引起的行业风险 (18) 2、高端钛的供应风险 (19) 3、中低端钛制品产能过剩,产业结构亟待调整 (19) 4、自主创新能力不强 (19) 5、环境保护的风险 (20) 七、影响行业发展的因素 (20) 1、有利因素 (20) (1)完整的钛产业链体系已经形成 (20) (2)国家不断推动技术创新 (21) (3)政策扶持 (21) 2、不利因素 (22) (1)高品位钛矿资源缺乏,同质化、中低端钛产品产能过剩 (22) (2)钛及钛合金产品的稳定性与国外还有很大的差距 (22) 八、行业竞争状况 (23)

简析中国钛合金产业链及主要企业

中国钛合金产业链及主要企业分析 钛是一种常见金属,在地壳中的含量排在第九位,是铜的61倍。其中,钛及钛合金具有密度小、比强度高等特性,在减轻结构重量、提高结构效率、改善结构可靠性、提高机体寿命、满足高温及腐蚀环境等方面具有其他金属不可替代的作用,广泛用于材料化工、水利电力、航空航天、冶金钢铁等多个领域。钛产业因其优异的特性,成为《中国制造2025》和新材料产业发展指南中的重点。 钛合金产业链 我国是世界钛资源储量大国,已经初步建立了完整的钛产业体系。根据统计涉及显示,我国的钛材年产量约5万吨,总销量约为万吨,其中内销万吨。在我国,钛加工材主要被用于化工领域,其次为航空航天、电力等。近年来,我国的钛加工产业随下游需求高端化呈现结构升级,以航空航天为代表的高端钛材应用占比逐年提升。 钛合金的应用 钛正式成为工业性金属始于20世纪50年代,以1948年美国杜邦公叶成吨生产海绵钛(钛合金前级产品)为标准,其应用首先自军工和航空工业开始,后期逐步延伸至石油化工、能源工业等其他领域。 数据来源:中商产业研究院整理 钛合金相关企业 我国钛加工产业整体呈现低端产能过剩、高端产能不足的局面。在我国的“钛谷”宝鸡,存在着大小共计400家钛合金材加工厂商,其中,宝钛股份、西部材料和西部超导三家公司合计钛材加工年产能接近4万吨,足够支撑未来国内高端钛材市场需求。 三家公司钛材产品产能情况 数据来源:中商产业研究院整理 1、宝钛股份 是我国钛行业的龙头企业,目前钛材产能全国第一,也是目前国内唯一具有铸-锻-钛材加工完整产业链的龙头企业。公司产品广泛涵盖钛板材、管材、棒材、丝材,客户广布航空、航天、船舶、化工等多个领域。 2、西部材料 是我国规模较大、品种齐全的稀有金属材料深加工生产基地。目前形成了以钛产业(含钛及钛合金加工、层状金属复合材料、稀有金属装备及管道管件制造等)为主业,

第一讲:钛及钛合金金应用领域

钛及钛合金金基本知识 一.钛的应用 我们现在在这工作的每一个人对钛都有一个初步的认识,都知道钛是一种比重轻,耐腐蚀,耐热性好等许多优良性能,被誉为“未来金属”“二十一世纪金属”是具有发展前途的新型结构材料。它有类是铝材的金属色泽,大家也解了一些钛材的有关知识。咱们先从海绵钛谈起,我国的钛矿储量是世界已探明储量的64%左右,从矿石工业类型上看,我国钛资源主要是原生钒钛磁铁矿岩矿,其次是外生钛铁矿沙矿,第三是金红石岩矿,第四是金红石沙矿,我国钛精矿产能只要分布在四川攀枝花,海南,广西,攀枝花是我国最大的钛精矿供应基地,占中国市场的90%以上。钛资源主要用来生产钛白,金属钛(海绵钛),含钛钢以及钛焊丝和涂料。海绵钛主要是通过镁还原和钠还原(蒸馏法)二种方法,其它方法还没有工业化生产。2008年底,中国海绵钛产量达到6万吨,居世界第一。钛加工材2.7万吨左右,宝钛2008年钛加工材1.1万吨。钛锭生产约5万吨。宝钛只占1/5多。在中国化工用钛是第一大户,占全国用钛量的44%左右,航空航天占17%左右,体育休闲领域的用钛量为16%,排行第三。(据2007年统计)。在美国欧洲,钛材主要用于航空航天领域,约占60%,在日本,钛材主要用于化工.电力等领域,约占50%。而在中国,主要应用于化工.体有休闲等领域,约占70%。国外主要钛材生产企业有美国钛金属,Timet,RTI国际金属公司,Allegheny,日本的神户制铁.住友钛和新日铁。俄罗斯的VSMPO-AVISMA。 钛棒是怎样加工出来的,以前我们没有接触钛的时候,对钛都有一种神秘的感觉。的确,钛是一种新兴的金属,在20世纪如果说到钛,我们无论老少很多人会感到很陌生,不要说全国,就是咱们宝鸡号称是中国钛城,知道钛的人也不是很多。所以把钛称作稀有金属,曾经成立的中国稀有稀土集团中就有宝钛集团和遵义钛业的身影,其实钛元素在地球上并不是一个稀缺元素,在所有元素中排行老十,之所以把它排入稀有金属,主要是冶炼困难,工艺复杂,造成生产成本高,所以市场售价就高。钛材的价格大约是不锈钢的十倍,是普通钢的100倍左右。一般的地方是用不起的,到现在为止也只是用在航天航空军工化工医疗等用得起或者非用不可的地方。中国民用市场在70年代中期才大量推广应用。现在随着钛金属应用越来越广泛,以及钛的产能逐年大幅提高,知道和认识钛的人越来越多了。现在钛的应用除了国防工业的飞机,火箭,导弹,潜艇以外,化工,医学,体育,汽车,建筑,日常生活都有钛及钛合金的应用。而且今后钛的事业这块蛋糕会越做越大,发展越来越快,应用越来越广泛。钛是个朝阳产业。所以我们大家都应该对我们的企业未来充满信心。为什么今天先讲钛的应用,原因是我们每天都在钛行业里工作,就应该知道我们所生产的产品都用在哪些地方,不然,亲戚朋友问到你们钛是干什么的,都用在什么地方,答不上来会很尴尬的。销售部门的人知道了这些就知道到哪去找市场,质量部门的人知道了这些,就知道钛材料的标准为什么要这样要求。钛元素是英国分析化学家格列高尔在1789年在英国的默纳陈河谷中发现的,虽然他兴趣极浓,但是并没有引起人们的重视,直到二十世纪四五十年代才开始开发钛的应用,到现在也只有50多年的历史,最开始那是1954年美国人第一次炼出了钛合金,也就是Ti—6AI—4V, 钛的最早的应用是从航空工业开始的,后来在研制火箭.导弹.人造卫星.和航天器材时就考虑到钛的许多优点,也成为这些领域使用的重要材料之一。到现在也已经广泛的应用在

钛合金的特性及其应用

钛合金的特性及其应用,材料工程学论文,工学论文 [摘要]综述了钛合金材料的应用及研究现状,着重介绍了钛及钛合金的主要特性,加工性能及其在航空航天、军事工业和汽车制造方面的应用,并在此基础上展望了钛合金的发展方向。 [关键词]钛合金特性加工性能应用领域 Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数,下同),在所有按元素中居第9位,而在可作为结构材料的金属中居第4位,仅次于Al、Fe、Mg,其储量比常见金属Cu,Pb,Zn储量的总和还多。我国钛资源丰富,储量为世界第一。钛合金的密度小,比强度、比刚度高,抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好,具有优良的综合性能,是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。近年来,世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展,海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平,在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛,在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。 一、钛及钛合金的特性 钛及钛合金具有许多优良特性,主要体现在如下几个方面: 1.强度高。钛合金具有很高的强度,其抗拉强度为686—1176MPa,而密度仅为钢的60%左右,所以比强度很高。 2.硬度较高。钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。 3.弹性模量低。钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10-1.176×10MPa,约为钢和不锈钢的一半。 4.高温和低温性能优良。在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热

性远高于铝合金,且工作温度范围较宽,目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃;在低温下,钛合金的强度反而比在常温时增加,且具有良好的韧性,低温钛合金在-253℃时还能保持良好的韧性。 5.钛的抗腐蚀性强。钛在550℃以下的空气中,表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中,其耐蚀性优于大多数不锈钢。 二、钛及钛合金的加工性能 1.切削加工性能 钛合金强度高、硬度大,所以要求加工设备功率大,模具、刀具应有较高的强度和硬度。切削加工时,切屑与前刀面接触面积小,刀尖应力大。与45钢相比,钛合金的切削力虽然只有其2/3—3/4,可是切屑与前刀面的接触面积却更小(只有45钢的1/2—2/3),所以刀具切削刃承受的应力反而更大,刀尖或切削刃容易磨损;钛合金摩擦因数大,而热导率低(分别仅为铁和铝的1/4和1/16);刀具与切屑的接触长度短,切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发,这些因素使得钛合金的切削温度很高,造成刀具磨损加(转载自文章资源库https://www.doczj.com/doc/eb5113510.html,,请保留此标记。)快并影响加工质量。由于钛合金弹性模量低,切削加工时工件回弹大,容易造成刀具后刀面磨损的加剧和工件变形;钛合金高温时化学活性很高,容易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应,生成硬化层,同时进一步加剧了刀具的磨损;钛合金切削加工中,工件材料极易与刀具表面粘结,加上很高的切削温度,所以刀具易于产生扩散磨损和粘结磨损。 2.磨削加工性能 钛合金化学性质活泼、在高温下易与磨料亲和并粘附,堵塞砂轮,导致砂轮磨

钛合金的应用现状及发展前景

钛合金的应用现状及发展趋势 摘要:本文综述了钛合金材料的发展及应用现状,着重介绍了钛合金的主要性能及其在航空航天、汽车制造和生物医药等方面的应用,并对钛合金未来的发展进行了展望。 关键字钛合金,性能,应用,发展趋势 1引言 金属元素钛在地壳中的分布范围比较广泛,据估计和推算,其含量是地壳质量的0.4%还要多一点,世界储量约34亿吨,在所有元素中含量居第10位(氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛)[1]。其丰富的储量,为金属钛及钛合金的生产和发展提供了主要的原料来源。 自20世纪50年代以来,钛及钛合金的发展已经历了半个多世纪的历程,钛合金的种类已从1954年的Ti-6Al-4V合金[2]发展到数百种。因为具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点,钛合金被广泛用于各个领域,包括航空航天、汽车制造、医药卫生以及其他日常生活领域。世界上的许多国家如美国、日本、俄罗斯以及中国等都认识到钛合金材料的重要性,并相继对其进行了研究开发,得到了实际应用[2,3]。 2 钛合金的性能 2.1 钛合金的高温性能 在高温下,钛合金仍能保持良好的机械性能,其耐热性远高于铝合金,且工作温度范围较宽。高温钛合金不仅具有良好的室温性能和高温强度,并且在蠕变性能、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等方面具有良好的匹配。世界上第一个研制成功的高温钛合金使用温度仅为300~350℃[4],经历了40多年的发展,目前新型耐热钛合金的工作温度可达550~600℃,而Ti-Al金属间化合物的崛起,打破了600℃的使用温度界限,将使用温度升至700℃以上。 2.2 钛合金的腐蚀性能 钛的抗腐蚀性强,在550℃以下的空气中,表面会迅速氧化形成薄而致密的TiO2钝化膜,故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及碱性溶液中,其耐蚀

钛合金在多领域的应用与发展完整版

钛合金在多领域的应用 与发展 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

上海大学 本科生课程论文 论文题目:钛合金在多领域的应用与发展 课程名称: 课程号: 学生姓名: 学生学号: 所在学院:材料科学与工程学院 日期 摘要:钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性,相继对其进行研究开发,并得到了实际应用。本文综述了钛合金在航空航天飞行器、热氢处理、发动机、高温钛合金、生物医用材料等方面的应用与发展。 关键词:钛合金;航空;氢;发动机;生物医用材料 钛合金在航空方面的应用与发展 钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。从20世纪50年代开始, 钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,可以减轻飞机的重量,提高结构效率。在飞机用材中钛的比例,客机波 音777为7%,运输机C-17为%,战斗机F-4为8%,F-15为%,F-22为39%。 高性能航空发动机的发展需求牵引着高温钛合金的发展,钛合金的使用温度逐 步提高,从20世纪50年代以Ti-6Al-4V合金为代表的350℃ ,经过IMI679和 IMI829提高到了以IMI834合金为代表的600℃。目前,代表国际先进的高温钛合金有美国的Ti-6242S,Ti-1100,英国的IMI834,俄罗斯的BT36以及中国的Ti-60。表 2为600℃主要高温钛合金的成分及性能特点。 Ti-6242S钛合金是美国于20世纪60年代为了满足改善钛合金高温性能的需要,特别是为了满足喷气发动机使用要求而研制的一种近α型钛合金。合金的最高使用温度为540℃,室温的σb=930 MPa。特点是具有强度、蠕变强度、韧性和热稳定性 的良好结合,并具有良好的焊接性能,主要应用于燃气涡轮发动机零件,发动机结构 板材零件,飞机机体热端零件。 BT36合金是俄罗斯于1992年研制成功的一种使用温度在600~650℃的钛合金。合金中加入了5%W和约%Y。加入W对提高合金的热强性有明显作用。加入微量Y可以明显地细化合金的晶粒,改善了合金的塑性和热稳定性。 Ti60 合金由中国科学院金属研究所在Ti55合金基础上改型设计、宝鸡有色金属加工厂参与研制的一种600℃高温钛合金。Ti60合金的特点之一是合金中加入

钛资源市场分析

1.1钛资源市场分析 1.1.1钛的用途 钛的用途十分广泛。钛及其氧化物、合金产品是重要的涂料、新型结构材料、防腐材料,被誉为“继铁、铝之后处于发展中的第三金属”和“战略金属”,也是“很有希望的金属材料”,在航空、航天、舰船、军工、冶金、化工、机械、电力、海水淡化、交通运输、轻工、环境保护、医疗器械等多个领域,有着广泛应用。钛的氧化物-二氧化钛(TiO2,亦称钛白),具有无毒、物理化学性质稳定、折射率高及很强的白度等特征,被称为颜料之王。含钛矿物金红石还是优质电焊条涂层不可或缺的原料。美国钛原料的96%用来生产钛白粉,其余4%用于生产海绵钛、钛基化学产品等。钛白粉有三个重要用途:颜料和涂料(约占56%)、造纸(约占16%)、塑料(约占23%)。近年来,美国生产的钛金属(海绵钛)73%用于航空航天工业。 钛矿主要包括钛铁矿和金红石。据《世界矿产资源年评》,近年世界钛铁矿(精矿)年产量718万吨,金红石(金矿)年产量59万吨,此外,钛渣(炼钢铁副产品)年生产量226万吨。 1.1.2资源状况 世界钛矿资源丰富。据美国地质调查局(USGS)2015年公布的数据表明,至2014年底,世界探明钛铁矿资源7.2亿吨,主要分布在中国、澳大利亚、南非、印度、挪威。世界金红石储量4700万吨,主要分布在澳大利亚、南非、印度、乌克兰、塞拉利昂、巴西。世界钛资源以钛铁矿为主,钛铁矿约占世界钛资源总量的90%,其余10%来自金红石、锐钛矿、钛矿渣等。世界钛铁矿资源中原生钛铁矿约占70%,钛铁砂矿占30%。金红石的储量全部为砂矿。巴西的锐钛矿是

金红石重要的潜在资源。澳大利亚是世界金红石砂矿的最大资源国。据估计,全球钛矿的资源总量(TiO2)超过20亿吨,其中金红石的资源量(TiO2)约为2.3亿吨。 中国的钛矿资源丰富,居世界首位。至2008年底,钛矿查明基础储量(折合TiO2含量)约为24128万吨,原生钛矿占94.5%,集中分布在四川、河北;钛铁矿占3.6%,主要分布在海南、云南、广西、广东等地;金红石资源占 1.9%,主要分布在河南、山西、江苏、湖北等地。在攀枝花—西昌地区,除探明储量外,还有较多的资源量,预计氧化钛资源量可达数亿吨。原生金红石,在秦岭、大别山等地,预测远景储量在数千万吨以上。 1.1.3钛的供需分析 全球供给需求格局相对稳定,全球钛白粉产能集中度非常高,截至2014年底前五家供应商(杜邦、亨斯迈、科斯特、康诺斯、特诺)掌握着385.5万吨的钛白粉产能,占全球总产能的50.6%,供给格局相对稳定。 表4-2 全球海绵钛历年的产量和占比(单位:吨)

钛合金应用及发展前景

钛合金的应用与前沿发展 X X X (太原科技大学材料学院) 摘要:先进材料钛及钛合金的应用与前沿技术的发展一直是当前材料领域的热点研究课题之一。本文从钛合金的应用与前沿发展为基点出发,列举了钛合金的研究和应用在国内外取得的重大进步,并试图阐述钛合金最近一些前沿技术与中国现代化科技强国目标、西部大开发的关系,分析其优势与局限性,并展望发展趋势。 自从人类1790年发现钛元素,1951年进入工业化生产以来,钛逐渐显示出它独特的优越性能。它不仅具有金属结构材料的优越性能,而且在许多工艺介质中具有优异的耐腐蚀性能,钛的应用可以获得明显的技术进步和经济效益。它的蕴藏量是铜的十倍,是继铁、铝之后的"第三金属",被称为"空间金属"。 从使用钛的意义上看,一个国家使用钛的多少,标志着国家的科技水平、军事实力、经济实力的强弱。所以,推广使用钛、发挥钛特性的优势作用,对促进工业发展、增强产品竞争的活力,是非常必要的,也是现代技术发展的方向。 关键词:钛 ; 钛合金 ; 开发应用 ; 前沿发展 报告正文: 钛是周期表中第ⅣB类元素,外观似钢,熔点达1 672 ℃,属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富,远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富,仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中,伴生钛金属储量约达4.2亿吨。 纯钛机械性能强,可塑性好,易于加工,如有杂质,特别是0、N、C等元素存在,会提高钛的强度和硬度,但会降低其塑性,增加脆性。 钛是容易钝化的金属,且在含氧环境中,其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此,钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性,只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。特别是钛对海水很稳定,将钛或钛合金放入海水中数年,取出后,仍光亮如初,远优于不锈钢。 钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍,铝合金的1.3倍,是目前所有工业金属材料中最高的。 液态的钛几乎能溶解所有的金属,形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如A1、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善钛的性能,以适应不同部门的需要。由于上述优异性能,钛享有“未来的金属”的美称,钛合金已广泛用于国民经济各部门,它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金。 为促进我国钛工业的发展,选准"十一五"期间我国钛冶炼技术的发展方向,中国有色金属工业协会科技部和钛业分会合作,于2005年5月10日在北京召开了"钛冶炼技术发展规划研讨会"。曹春晓院士等28名我国钛行业的专家出席了会议。中国有色金属工业协会钮因键副会长、国家发改委肖春泉处长、国家科技部黄世兴处长、国防科工委贺守华处长等也应邀出席了会议。会议中首先由中国有色金属工业协会钮因键副会长和协会科技部张洪国主任作会议主旨发言;北京有色金属研究总院的邓国珠教授介绍了国内外钛冶炼技术的现状、我国钛冶炼技术所存在的问题,初步提出了我国"十一五"期间技术发展的主要方向;遵义钛厂胥力厂长和抚顺钛厂刘禹明副厂长分别介绍了各厂在建钛项目的进展情况、存在及需要解决的问题;北京科技大学的朱鸿民教授分析了FFC法的优缺点,介绍了一种钛冶炼新方法的初步研究结果;锦铁集团的梁志忠高工介绍了该企业大型熔盐氯化和矿物油除钒的技术。

压铸行业市场状况分析

压铸行业市场状况分析——我国压铸行业现状分析之一 压铸机是在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型,开模后得到固体金属铸件的一种工业机械。我们知道,压铸机通常按其压室的工作状态分为热室压铸机和冷室压铸机。热室压铸机的压室浸在保温坩埚内的液态金属中,压射机构安装在保温坩埚的上方;冷室压铸机的压室与保温炉是分开的,压铸时从保温炉中取出金属液注入压室后进行压铸。冷室压铸机按其压室与压射机构的位置区分,将压室和压射位置处于水平位置的称为卧式冷室压铸机,将压室和压射机构处于垂直位置的称为立式压铸机,立式压铸机中垂直压射并垂直方向开模的称为全立式压铸机。 从严格意义上说,我国压铸机械行业走过了40年的光辉历程。40年来,我国压铸机械行业随着科学技术和工业生产的进步,尤其是随着汽车、摩托车以及家用电器等工业的发展,获得了极其迅速的发展,并显现出集中化和集群化的趋势。 一、压铸机行业市场现状 近年来,随着我国汽车、摩托车、家用电器、电子通讯等行业,特别是汽车工业的迅速发展,带动了我国压铸行业以前所未有的速度向前发展。据相关统计数据显示: 2000年至2008年中国压铸机产量 自我国加入世贸组织,市场全面放开以后,国内压铸机制造行业受到冲击,形成国内压铸机市场更加激烈竞争的局面。客观来说,我国产压铸机质量性能水平与国外工业先进国家相比差距较大,但是由于压铸件的分布领域较广,从交通能源到家用电器,上天下海到千家万户的日用工业品,无不有压铸件的存在,而这些压铸件市场要求各不相同,这就给国产压铸机市场带来了空间,特别是中、小型压铸机,这个空间有可能还要延续相当长的时间。这就为加速国产压铸机质量、性能的提高,提供了一个有利的时机。中国作为世界机械工业的基础工业的加工基地,特别是压铸件加工基地,无疑给行业带来了良好的机遇,同时也刺激着我国对基础产品的质量提高,要求机械设备的质量、性能同步跟进。 对大型压铸机而言,随着我国汽车工业的发展及外销大型压铸件的需求量日益快速的增长,国产大型压铸机的生产数量实难满足其需求,这给大型压铸机的进口创造了良机。而对为数不多的国产大型压铸机而言,在性价比方面尚存一定优势。因此迫切谋求国外先进技术,引进国外先进元器件加速提高自身产品的质量性能已迫在眉捷。同时国外压铸机制造行业看准中国市场的巨大潜力。为了降低成本,扩大市场而寻求合作发展的趋势也愈来愈明显和迫切。这就给双方增进合作、取长补短,带来有利的契机。这就是当前我国压铸机生产和市场的主流。 另外,国内压铸机制造企业近年来像雨后春笋般的发展,所以国产压铸机面临的竞争局面,既有进口压铸机,还有国内数十家企业生产制造的压铸机。进口压铸机处在高质量、高性能和高价位,主要满足国内市场少部分客户的需求,而市场的绝大部分仍然是国产的压铸机,目前国产压铸机的质量、性

近十年来国内外关于钛合金材料的研究

近十年来国内外关于钛合金材料的研究 赵宙 化学化工学院化学三班兰州 730070 摘要:钛及钛合金因具有优异的综合力学性能在航空、航天、船舶、石油、化工、兵器、电子等行业得到高度重视和广泛应用15年前国外高度重视新型钛合金的研制近几年国外更重视钛合金性能改性和挖潜。国内从钛合金研发开始一直重视新型钛合金研制,10年前重点是仿制,之后是既创新又仿制,目前以创新研制为主。本文介绍近10年国外、国内钛合金研究的发展现状、趋势与差距,及对我国钛合金研制的建议。 关键词:钛合金材料、性能、发展、研究、应用 Research on titanium alloy materials at home and abroad in the recent ten years Zhao Zhou Chemical engineering chemistry class 3 Lanzhou 730070 Abstract: titanium and titanium alloy with excellent comprehensive mechanical properties in the aviation, aerospace, shipbuilding, petroleum, chemical industry, the weapons industry, electronic industry attaches great importance to and widely used 15 years ago abroad attach great importance to the development of new type of titanium alloy in recent years, attaches great importance to the performance of titanium alloy modification and tapping. Domestic starting from the research and development of titanium alloy has always attached great importance to the new titanium alloys developed, focus on generic 10 years ago, after is both innovative and generic, mainly developed at present. In this paper, the recent 10 years on the titanium alloy research home and abroad, the development present situation, trend and gap, and some Suggestions of titanium alloys developed in China. Keywords: titanium alloy materials, performance, development, research, and application 1 钛及其钛合金的简介 1.1 钛的简介 钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,在地壳中的丰度为0.56%,在所有按元素中居第9位,而在可作为结构材料的金属中居第4位,仅次于Al、Fe、Mg,其储量比常见金属Cu,Pb,Zn储量的总和还多。我国钛资源丰富,储量为世界第一。 钛是一种金属元素,灰色,原子序数22,相对原子质量47.87。能在氮气中燃烧,熔点高。钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1725℃,导热系数λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。 1.2 钛合金的简介 钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。 合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类: 1).稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。 2).稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。 3).对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。

高强高韧钛合金研究与应用进展_杨冬雨

第35卷第4期Vol.35No.4 稀有金属 CHINESE JOURNAL OF RARE METALS 2011年7月Jul.2011 收稿日期:2011-03-31;修订日期:2011-05-10 基金项目:国家科技部中韩联合研究项目(2010DFA52280)资助 作者简介:杨冬雨(1979-),男,湖南宁乡人,硕士,工程师;研究方向:钛合金*通讯联系人(E -mail :yangdongyu@comac.cc ) 高强高韧钛合金研究与应用进展 杨冬雨1*,付艳艳2,惠松骁2,叶文君2 ,于 洋2,梁恩泉 1(1.上海飞机设计研究院标准材料设计部,上海200232;2.北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京100088) 摘要:航空航天业的发展对高强度、高断裂韧性的新型钛合金的需求越来越迫切,研究具有自主知识产权并用于航空大型结构件的新型高强高韧钛合金得到世界各国的重视。综合评述了国外传统的Ti-1023、BT22合金、β-21S 合金、β-C 合金,新型Timetal555和VST55531合金以及我国的TB2和TB10合金等7种高强高韧钛合金研究及应用现状, 分析了合金的成分、组织、强度、塑性、断裂韧性等特点。根据国内外高强高韧钛合金发展现状,提出发展方向:研制R m ≥1300MPa ,K IC ≥55Pa ·m 1/2新型高强韧钛合金;新型合金成分应以Ti-Al-Mo-V-Cr 系为主;探索加工工艺与高强高韧钛合金合金组织及性能的关系;发展具有优异的淬透性及良好的锻造性能为主的大型锻件用高强高韧钛合金。 关键词:钛合金;高强;高韧;锻件 doi :10.3969/j.issn.0258-7076.2011.04.017中图分类号:TG146.2 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2011)04-0575-06 Research and Application of High Strength and High Toughness Titanium Alloys Yang Dongyu 1*,Fu Yanyan 2,Hui Songxiao 2,Ye Wenjun 2,Yu Yang 2,Liang Enquan 1 (1.Department of Standard and Materials ,Shanghai Aircraft Design and Research Institute ,Shanghai 200232,China ;2.State Key Laboratory of Non-Ferrous Metals and Processes ,General Research Institute for Non-Ferrous Metals ,Beijing 100088,China ) Abstract :With the continuous development of the aerospace industry ,the demand of new high strength and fracture toughness tita-nium alloy would grow increasingly.The research on new high strength and tough titanium alloy of intellectual property rights ,which was applied to large structures of aerospace ,aroused the interest of the world.The present development on the investigation of high strength and toughness titanium alloys was introduced ,including traditional foreign Ti-1023,BT22,β-21S ,β-C ,new type Timet-al555,VST55531and domestic TB2and TB10alloys.Meanwhile ,the characteristics of components ,structures ,strength ,plasticity and fracture toughness were analyzed.Based on the development of these titanium alloys ,the author's opinions about development trend in this field were also presented :to develop a new high-strength and toughness titanium alloy with R m ≥1300MPa ,K IC ≥55Pa ·m 1/2;the components of new alloy should be based on Ti-Al-Mo-V-Cr series alloy ;to probe into the relationship between processing technology and microstructure and properties of high strength and toughness titanium alloy ;to develop the high strength and toughness titanium alloy with excellent hardenability and good forgeability that were used as heavy forgings.Key words :titanium alloys ;high strength ;high toughness ;forging 钛及钛合金因具有比强度高、耐腐蚀性好等优点,已被广泛应用于在航空、航天、车辆工程、生物医学工程等各个领域 [1,2] 。近年来,随着航空 航天业对高强度、高断裂韧性的新型结构钛合金的需要越来越迫切,因此研究具有自主知识产权, 能够替代超高强度钢并用于航空大型结构件的新型高强高韧钛合金得到世界各国的重视。 高强高韧钛合金一般指抗拉强度在1000MPa 以上,断裂韧性在55MPa ·m 1/2以上的钛合金。表1为几种典型高强钛合金的概况,其中国外的高强高

钛合金的发展前景和方向

钛合金的发展前景和方向 近几十年来,钛工业一直在努力进入具有巨大市场潜力的民用工业领域,但收效不大,其主要原因之一是人们总是试图将各种航空航天用钛合金“强加”给民用工业领域。在航空航天领域中,性能是首先要考虑的问题,而其它因素如价格等则排在第二位,所以,适合于领域应用的钛合金往往具有优异的性能,但价格昂贵。而对于民用工业领域来说,用一种新的材料取代现有材料,价格低廉是至关重要的。但实际情况是,目前的钛合金产品比钢贵10多倍。近几年来,由于认识到价格是钛合金进入民用领域的最大障碍,研究人员和生产厂家都在降低价格方面做了大量工作。 1、降低原材料成本 在航空航天领域中,人们为追求优异的综合性能,往往不太顾及价格问题,例如,广泛使用的钛合金大都含有价格昂贵的β稳定剂钼、钒、铬、铌等,如Ti-6Al-4V,故成本极高,不能被民用工业所接受。若用其它价格低廉的合金化元素取代上述元素,则可大幅度降低原材料成本。最具有代表性的例子是用价格为111美元/ kg的铁取代价格为22美元/ kg 的钒作β稳定剂。美国、日本等均先后将研制出的无钒钛合金用于民用工业领域。美国研制出用作汽车进气阀的Timetal 62S,其性能比Ti-6Al-4V好,但成本却比Ti-6Al-4V低15 %~20 %,而且,通过提高产品的产量仍有望进一步降低成本。Timetal LCB也是美国为打入汽车市场而研制开发的材料,它具有卓越的综合性能,尤其是它的抗疲劳性能优于其它任何一种钛合金。Timetal LCB是一种低成本亚稳态β钛合金,其主要合金化元素是低成本的Fe-Mo合金,因此铸锭成本低于其它β钛合金。如果产量足够大,可以达到降低成本的目的。又如日本为文体用品市场开发的TIX ( Ti-Fe-O-N)系列合金,由于加入了价格低廉的铁、氮、氧而使原材料成本大大降低,同时,抗拉强度(800~1000MPa)大大提高,热加工性能明显改善。加入铁还可能使晶粒细化。 目前,日本正在研制开发低成本抗腐蚀钛合金以取代传统的、价格昂贵的耐蚀合金如Ti-0.15Pd等。正在研制的合金有Ti-0.5Ni-0.05Ru( TICOREX),Ti-0.03~0.08Pd。在这些合金中加入钌或减少高成本钯的含量,从而降低了成本。同时,添加钴或铬使合金抗腐蚀性能提高。上述合金的抗腐蚀性均好于Ti-0.15Pb。 此外,要解决原材料的价格问题,还应在世界范围内建立稳定的钛的价格和供应体制,使生产厂家能安心地使用钛。 2、钛合金产品的加工、制造成本 造成钛合金加工、制造成本较高的原因是多方面的,其中难于对钛合金进行机加工是重要原因之一。以制造汽车连杆为例,加工钛合金连杆的速度比加工钢连杆大约低50 %,因此,前者的制造成本高得多,且更为重要的是,要生产同等数量的汽车连杆,用钛合金所占用的设备是钢的两倍,且由于切削阻力大,使工具寿命降低,这些因素使得投资成本大大提高。为改善钛合金的机加工性能,从而降低其制造成本,美国Daido公司与日本Honda 公司联合开发出一种“易于机加工”钛合金;Ti-3Al-2. 5V +硫化稀土。这种钛合金的可

我国钛及钛合金板材未来发展趋势

我国钛及钛合金板材未来发展趋势 智研数据研究中心网讯: 内容提要:随着我国石油、化工等行业对设备的要求越来越高,以及制造业整体水平的快速提升,加之国内需求拉动与国际产业转移的“双重动力”带动下,我国钛材制造业从中长期市场上看,将继续保持快速稳定增长的良好势头。钛板带材作为钛材的重要支柱,产量将会进一步扩大。生产企业要紧抓这一机遇,并逐渐向新产品新业务转移,获得更大的发展空间。 内容选自智研数据研究中心发布的《2012-2016年中国钛行业运营态势及投资前景分析报告》 近年来,我国钛材的需求量迅速增加,已成为继美国和欧洲之后的第三大钛产品消费国。另据相关统计数据分析目前整个钛及钛合金板带材市场应用情况,最大用户是石油化工领域,约占钛板带材消耗总量的60%,其他依次为航空航天领域,约占15%,体育用品行业占6%,海水淡化、核电领域占5%,舰船及海洋工程装备领域占5%,其它领域约占9%。 2007 年我国钛加工材产量为23 640 t,其中钛板材产量为10 552 t,占44. 6%;2008 年我国钛加工材产量为27 737 t,其中钛板材产量为14 707 t,占53%,比上年产量上升了39. 4%;2009 年我国钛加工材产量为24 965 t,其中板材产量为12 067 t; 保守估计2010 年我国钛加工材生产量将达到30 000 t,其中板材产量为16 000 t,板材产量的增长率远高于整个钛加工材的产量增长率。今后,国内各应用领域对钛材需求仍将持续快速增加,继续保持两位数增长态势。 我国的大飞机计划、嫦娥登月计划、太空站计划、核电发展计划以及国家“十二五”发展规划对新型能源开发、高端装备制造业扶持与鼓励,这些为钛板带材提供了前所未有的发展空间和历史契机,同时又对钛板带材提出了更高的要求。 具体表现在: ①在品种方面,对钛带及焊管用薄钛板带需求增大; ②在规格方面,对于宽幅厚钛板( 宽2 000 ~2 500 mm,厚4 ~10 mm) 、宽幅薄钛板( 宽 1 000 ~1 500 mm,厚0. 4 ~3. 5 mm) 及10 ~70 mm 厚的宽幅( 2 400 mm 以上) 厚钛板材的需求日趋增长,而目前我国大部分的钛板生产企业,其装备能力无法满足这些超大、超厚规格的要求,因此未来的两年内,宽幅、超厚钛板材的市场前景良好; ③在化学成分方面,要求均匀化,且铁、氧等杂质含量控制范围窄幅化; ④表面光洁,组织细小均匀,力学性能优异,可满足航空航天、石油化工和核电等行业的苛刻要求。

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