钛镍锆简介

锆为银灰色金属，外观似钢，有光泽。锆容易 吸收氢、氮和氧气；锆对氧的亲和力很强，表面易 形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。锆 有优秀的耐腐蚀性，不溶于氢氟酸和王水；高温时， 可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶 液化合物。 锆在空气中比较稳定；粉末状的锆容易燃烧， 细的锆丝可用火柴点燃；高温时能与溶入的氧、氮、 氢直接化合。 锆制品不仅广泛运用于民用领域，而且还是新 能源、军工和核反应堆必不可少的材料，因此锆产 业在我国工业发展中处在鼓励发展的阶段，在政策 上是得到大力支持的，发展前景明朗。
钛在高温下具有极强的化学活性，可以 与氧、碳、氮以及其它许多元素化合，需要 在真空状态或惰性气体保护下才能熔炼。因 为钛难于提炼，所以，人们曾把钛当作“稀 有金属”。其实，钛的含量约占地壳重量的 6.1‰，比铜、锡、锰、锌的总和还要多十 几倍。我国已探明的钛储藏量最多，占世界 已探明钛储量的64%。其中四川的攀枝花， 钛的储藏量占全国的90%以上，是世界上罕 见的大钛矿。
△蒙耐尔合金（Monel）
镍合金中的蒙耐尔合金（Monel）对氢氟酸的 耐蚀性非常好。对热浓碱液也有优良的耐蚀性，但 不及纯镍的耐蚀性好。此外蒙耐尔还耐中性溶液、 高温卤素、各类食品、水、海水、大气、多种有机 化合物的腐蚀。但不耐氧化性酸和其它强氧化性溶 液、熔盐、熔金属、熔硫和高温含硫气体的腐蚀。 蒙耐尔的机械、加工和高温性能都很好。加入 铝（3%）的合金（K-Monel）具有高的抗拉强度， 含硅（4%）的铸材则有较高的耐磨性。 各种蒙乃尔合金常用于化学、食品、动力、海 水等工业中，如作烧碱蒸发器、盐水设备、海水泵、 离心机等。
锆最值得注意的性质之一是抗腐蚀性。在这方 面，它甚至超过铌和钛这些抗腐蚀性很强的金属。 如果把不锈钢浸在 5％的盐酸中浸泡一年的话，它 的厚度要损失2．6毫米；在同样条件下钛的损失约 为l毫米；而锆的损失仅为千分之一毫米。锆的抗 碱性能更是出类拔萃，在这方面它超过了钽。由于 锆有惊人的抗腐蚀性能，且不与人的血液、骨骼和 各种组织发生作用，已被用作外科、牙科等医疗器 械。如在神经外科这个极其敏感的医学领域中已有 了用武之地。有时在进行脑外科手术中用锆丝进行 缝合。 钢里只要加进千分之一的锆，硬度和强度就会 惊人地捉高，被用于制造防弹合金钢。含锆的装甲 钢、大炮锻件钢、不锈钢和耐热钢等是制造装甲车、 坦克、大炮和防弹板等武器的重要材料。
4. 耐腐蚀性能 钛是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中 的热力学腐蚀倾向大。不过，钛在许多介质中很稳定，如在 氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛 和氧的亲和力很强，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成 一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不 被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表 明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下 时，钛的氧化膜始终保持这一特性。 通过氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和 激光处理等表面处理技术，对钛的氧化膜进行增强保护性作 用，可以进一步提高钛的耐蚀性。 通过在钛中添加钼、镍、钯等一些金属可以使钛满足硫 酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中的 耐腐蚀需要。如可以在盐酸中使用的钛-32钼合金，对常发 生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了Ti-0.3Mo-0.8Ni合金或钛设 备的局部使用了Ti-0.2Pd合金,均获得了很好的使用效果。
钛 镍 锆 简介
耐酸泵分公司技术科
二零零九年二月
钛及钛合金
一、钛的基本知识
钛的化学符号是Ti，它的原子序数是22，密度 4.5，熔点1668C，是一种银色的过渡族金属。 钛的 质地轻盈，却十分坚韧和耐蚀，它不像银会变黑， 在常温下终身保持本身的色的装饰功能。 在常温下，钛还可以安然无恙地“躺”在一些强酸、 强碱中；就连最凶猛的酸----王水，也不能腐蚀它。 有人曾把一块钛片扔进大海，经过5年以后取出 来，仍然闪闪发亮，没有半点锈斑。俗话说:“真金 不怕火炼”，而钛的熔点比黄金还高出600多摄氏度。 正因为钛的本领非凡，所以有着广泛用途。
△哈氏合金（Hastelloy）
镍合金中的哈氏合金（Hastelloy）用 的最广泛的是哈氏B和哈氏C合金，其次是 哈氏D合金。 合金B合金含有Mo（＞15%），所以对 沸点以下一切浓度的盐酸都有良好的耐蚀 性，而绝大多数金属和合金都不能抵抗这 种强腐蚀环境。此外，也耐硫酸、磷酸、 氢氟酸、有机酸等非氧化性酸、碱及非氧 化性盐液和多种气体的腐蚀。
△N6
N6是工业上应用最广泛的耐蚀材料之一，它具 有很好的机械性能，在许多腐蚀环境中具有优良的 耐蚀性能，特别耐烧碱的腐蚀。 N6的化学成分 % （GB5235－85） Ni+Co≥99.5 Cu≤0.06 Fe≤0.10 Mn≤0.05 C≤0.10 Si≤0.10 S≤0.005 N6的物理性能 熔点 1435－1446℃ 密度 8.89 导热系数 0.61（100℃）卡/厘米· 秒· ℃ 比热 0.109（20℃）卡/克/℃ 电阻系数 9.5（20℃）微欧姆· 厘米 居里点 360℃
哈氏C合金含有铬，因此能耐氧化性酸 如硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合物等的腐 蚀。也耐氧化性的盐类如Fe＋＋＋、Cu＋或 含其它氧化剂的环境的腐蚀。如高于常温的 次氯酸盐溶液，这种强腐蚀，除鉭、钛外， 多数材料都不耐蚀。哈氏C合金对海水的抗 力非常好，不会发生孔蚀。但在盐酸中则不 及合金B耐蚀。 含Si的合金D是铸材，对沸点的各种浓 度硫酸以及磷酸、盐酸、有机酸都有良好的 抗蚀能力，常用作硫酸蒸发盘管和阀、泵叶 轮等。
镍及镍合金
镍是一种银白色金属，在元素周期表中排第二 十八位，与铁一样属过渡元素。镍具有优良的耐蚀 性，较高的电真空性能和电磁控制性能。 镍及镍合金的机械性能接近于低碳钢，有优良 的加工性能，又有良好的耐蚀性能。它是耐热浓碱 液腐蚀的最好材料，耐中性和微酸性溶液（包括一 些稀的非氧化性酸、有机酸）及有机溶液等的腐蚀， 但不耐氧化性酸和含有氧化剂的溶液的腐蚀。对水、 海水、高温干氟和各类食品的抗蚀性良好。高温寒 流气体能使它腐蚀并变脆。 镍及镍合金广泛应用于化工、机械电子，碱液 蒸发器等。因为无毒，又耐果酸，因此也广泛用于 食品工业。
由于钛没有磁性，用钛建造的潜艇和舰船不必 担心磁性水雷的攻击。钛在海水中极其稳定，用 钛制造的船体基本上不会被腐蚀。这样既可以减 少维护的费用，也可以减轻船体的重量。由于钛 能承受很高的压力，用钛制做的潜艇可以在深达 4500米的深海中航行。另外，军用潜艇和舰船使 用的隐身复合材料跟高强特种钢存在电位差，会 在海水中产生电偶腐蚀，如果用钢材很快就会变 得锈迹斑斑。但钛跟先进的舰船复合材料涂层有 天生的融合性，有效地解决了这个问题。
◇ 钛的应用
半个世纪以来，特别是近二、三十年，钛的应用发展很 快，目前已被广泛应用于航空、航天、航海、军工、石油、 化工、能源、汽车、体育、环保、电子、轻工、食品、渔业、 纺织、医疗、建筑及生活装饰等领域。 人们最早开采钛矿，主要目的是为了获得二氧化钛。二 氧化钛是世界上最白的东西， l克二氧化钛可以把450多平 方厘米的面积涂得雪白。它比常用的白颜料——锌钡白还要 白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。世界上用作颜料的 二氧化钛，一年多到几十万吨。二氧化钛可以加在纸里，使 纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸 和美术品用纸就要加二氧化钛。此外，为了使塑料的颜色变 浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。在橡胶工 业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。钛白的粘附力 强，不易起化学变化，永远是雪白的。特别可贵的是它无毒， 而且熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土以 及耐高温的实验器皿等。
◇钛的功能
钛有三大功能 1. 记忆功能 钛-镍合金在一定环境温度下具有单向、 双向和全方位的记忆效应，被公认是最佳记 忆合金。在工程上做管接头用于战斗机的油 压系统；石油联合企业的输油管路系统；直 径0.5mm丝做成的直径500mm抛物网状天线用 于宇航飞行器上；在医学上用于制作心血管 支架及制成用于骨折愈合的螺钉等。这些应 用均获得了明显效果。
锆及锆合金
一、锆的基本情况
锆的元素符号是Zr，原子序数是40。钛大家已 经比较了解了，由于锆和钛同处于元素周期表的第 Ⅳ周期B族，因此它们的化学性能等十分相近。锆 的熔点很高，为1852℃，属于难熔金属。锆的密度 为6.52，线膨胀系数、弹性模量和比热均低于钛， 热导率与钛相当。锆具有优良的机械性能，并且可 以通过热处理来强化。与钛一样，锆的焊接性能也 很好。 锆的一个突出特点是具有突出的核性能，热中 子吸收截面非常低，对高温水和蒸汽有良好的抗蚀 能力，因此广泛用于原子能工业。
5. 耐低温性能好 钛合金TA7（Ti-5Al-2.5Sn）,TC4(Ti-6Al-4V) 和Ti-2.5Zr-1.5Mo等为代表的低温钛合金,其强度随 温度的降低而提高,但塑性变化却不大。在-196253℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷 脆性,是低温容器,贮箱等设备的理想材料。 6. 抗阻尼性能强 金属钛受到机械振动、电振动后，与钢、铜金 属相比，其自身振动衰减时间最长。利用钛的这一 性能可制作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和 高级音响扬声器的振动薄膜等。 7. 无磁性、无毒 钛是无磁性金属，在很大的磁场中也不会被磁 化，无毒且与人体组织及血液有好的相溶性，所以 被医疗界采用。
2. 超导功能 铌-钛合金在温度低于临界温度时，呈现 零电阻的超导功能。 3. 贮氢功能 钛-铁合金具有吸氢的特性，把大量的氢 安全的贮存起来，在一定的环境中又把氢释 放出来。这在氢气分离、氢气净化、氢气贮 存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池 等方面应用很有前途。
◇ 钛的性能
钛有以下十大性能 1. 密度小,比强度高 金属钛的密度为4.51克/立方厘米，高于铝 而低于铁、铜、镍等，但其比强度却位于所有金 属之首。 2. 耐热性能好 新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期 使用。 3. 吸气性能 钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温 下可与许多元素和化合物发生反应。钛吸气主要 指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应。