钛合金文献综述

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钛合金在骨科植入领域的研究进展

钛合金在骨科植入领域的研究进展

钛合金在骨科植入领域的研究进展钛合金因其具有良好的生物相容性和机械性能,已成为骨科植入物领域的首选材料之一。

骨科植入物是一种用于支撑和修复骨骼系统的医疗设备,对于治疗骨折、关节病变等疾病具有重要意义。

本文将综述钛合金在骨科植入领域的研究进展,包括文献综述、研究现状、研究方法、成果与不足以及未来展望等方面。

在骨科植入领域,钛合金的应用已经有了大量的研究。

早期的研究主要集中在钛合金的生物相容性、耐腐蚀性和机械性能等方面。

随着材料科学的不断发展,人们对钛合金表面改性、微观结构等方面的研究也越来越深入。

研究人员还针对钛合金在骨科植入物中的应用开展了大量临床试验,为钛合金在骨科植入领域的广泛应用提供了依据。

目前,钛合金在骨科植入领域的应用已经非常广泛。

钛合金植入物的设计、制造和表面处理等方面得到了不断改进,使得其生物相容性、机械性能和耐腐蚀性等得到了显著提高。

随着3D打印技术的不断发展,钛合金在定制化植入物方面的应用也越来越受到。

然而,钛合金植入物也存在一些问题,如应力遮挡效应、植入物松动等,这些问题需要进一步研究和解决。

在钛合金在骨科植入领域的研究中,研究人员采用了多种方法,包括实验设计、动物试验、临床试验等。

实验设计主要涉及材料的选取、加工工艺的确定、表面处理方法的优化等方面。

动物试验主要用于评价钛合金植入物的生物相容性和耐腐蚀性等。

临床试验则主要考察钛合金植入物在治疗人类骨科疾病中的疗效和安全性。

通过大量的研究,我们已经取得了许多关于钛合金在骨科植入领域的成果。

钛合金的生物相容性得到了显著提高,这得益于表面改性技术的发展。

通过优化加工工艺和改进植入物设计,钛合金植入物的机械性能和耐腐蚀性得到了提升。

3D打印技术的应用为定制化植入物的发展提供了新的途径。

然而,尽管取得了一定的成果,但仍存在一些问题和不足。

应力遮挡效应是钛合金植入物中一个普遍存在的问题,可能导致骨骼强度下降。

植入物松动是另一个需要的问题,这可能与植入物的固定方式以及患者活动量增加有关。

《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》

《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》

《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,钛合金因其优良的力学性能和耐腐蚀性,在航空、航天、医疗和汽车等领域得到了广泛应用。

TA15钛合金作为一种典型的近α型钛合金,具有高强度、良好的热稳定性和抗疲劳性能,因此备受关注。

然而,其热加工过程中的组织演变和性能控制一直是研究的重点和难点。

因此,本文旨在研究TA15钛合金热加工过程中的本构模型及微观组织预测,为优化其热加工工艺和改善其性能提供理论依据。

二、文献综述近年来,国内外学者对钛合金的热加工行为进行了广泛的研究。

其中,本构模型是描述材料在热加工过程中流变行为的重要工具,对于预测和控制材料的微观组织具有重要意义。

而微观组织的演变则直接关系到材料的力学性能和耐腐蚀性等关键性能。

因此,建立准确的本构模型并预测其微观组织演变是研究钛合金热加工过程的关键。

三、TA15钛合金热加工本构模型研究(一)实验方法采用Gleeble热模拟实验机对TA15钛合金进行热压缩实验,获取不同温度、应变速率和应变量下的流变应力数据。

同时,结合金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段,观察不同条件下的微观组织演变。

(二)本构模型建立基于Arrhenius方程,建立TA15钛合金的热加工本构模型。

通过流变应力数据,确定模型中的相关参数,进而得到描述TA15钛合金流变行为的本构方程。

(三)结果分析通过对比实验数据与本构模型的预测结果,验证了所建立的本构模型的准确性。

同时,分析了不同工艺参数对本构模型的影响,为优化热加工工艺提供了理论依据。

四、微观组织预测研究(一)微观组织演变规律通过金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段,观察TA15钛合金在不同温度、应变速率和应变量下的微观组织演变规律。

重点分析α相、β相的演变过程及相界面行为。

(二)微观组织预测模型结合热加工本构模型和微观组织演变规律,建立TA15钛合金的微观组织预测模型。

先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述

先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述

先进钛合金制备技术、产业现状及研究综述摘要本文对钛合金产业市场及其发展趋势进行了简要分析。

总结和阐述了近年来世界各国钛及钛合金的发展现状和未来发展趋势。

重点描述了近年来钛及钛合金最新制备及加工技术的发展和应用,主要包括钛及钛合金的冶炼提取、熔炼铸造、最新加工方法、热处理规范以及在航空航天、舰船、化工、生物及医用材料、汽车、体育等领域的发展和应用。

通过对钛及钛合金近年来发展现状的了解,结合钛研制开发过程中出现的一些问题,简要分析了钛及钛合金的几个主要的发展方向及趋势。

关键词:钛及钛合金; 熔炼; 铸造; 近净成形; 线摩擦焊接目录引言 (3)1. 钛合金市场分析 (4)1.1 钛合金运用面扩展 (4)1.2 民用钛合金需求旺盛 (5)1.3 航空业发展促进钛合金需求增加 (6)1.4 亚太地区等新兴经济体促进钛合金市场增加 (8)2. 钛合金产业的发展趋势 (9)2.1 目前我国钛合金产业发展状况 (9)2.2 国家重视钛合金产业的发展 (10)2.3 我国广阔的需求促进发展 (10)2.4 钛合金产业技术的升级调整 (10)3. 钛合金的最新加工技术 (11)3.1传统的钛合金材料加工技术 (11)3.2 超塑性成形技术 (13)3.3 材料制备及加工过程的计算机模拟技术 (13)3.4 钛合金的热处理技术 (14)3.5钛合金铸造性能 (15)4. 钛合金的应用 (15)5.专利 (16)6我国钛行业发展展望 (17)参考文献: (18)引言在1791 年,钛由科学家格雷戈尔发现,随后德国化学家克拉普罗特用希腊神话的泰坦为该元素命名。

钛在自然界中虽然广泛存在,但因为其存在分散并且提取难度大,所以从发现钛元素到制得纯品,经历了百年以上。

目前,钛合金具有耐蚀性好、强度大、耐热性强等等优势而被广泛用于各个领域。

到20 世纪50 年代,钛元素得到重大发展。

20 世纪50~60 年代,发展出航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70 年代发展出耐蚀钛合金。

《2024年TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》范文

《2024年TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》范文

《TA15钛合金热加工本构模型及微观组织预测研究》篇一一、引言TA15钛合金以其优良的力学性能和抗腐蚀性,在航空、航天等高端制造领域中得到了广泛应用。

随着制造业的不断发展,对材料性能的要求也越来越高,因此对TA15钛合金的热加工过程及其微观组织的研究显得尤为重要。

本文旨在通过构建TA15钛合金热加工本构模型,并对其微观组织进行预测研究,以期为优化其热加工工艺、提高材料性能提供理论依据。

二、文献综述在过去的几十年里,国内外学者对钛合金的热加工行为及微观组织演变进行了广泛的研究。

在热加工过程中,钛合金的力学性能、微观组织结构以及相变行为等因素对材料的最终性能具有重要影响。

其中,本构模型是描述材料在热加工过程中应力、应变、温度和速度等参数之间关系的数学模型,对于优化热加工工艺、提高材料性能具有重要意义。

三、TA15钛合金热加工本构模型的构建(一)实验方法为了构建TA15钛合金热加工本构模型,我们采用热模拟实验方法,通过改变温度、应变速率和变形程度等参数,获取TA15钛合金在热加工过程中的应力-应变曲线。

同时,结合金相显微镜、电子背散射衍射等手段,对TA15钛合金的微观组织进行观察和分析。

(二)本构模型的建立根据实验结果,我们采用Johnson-Cook模型来描述TA15钛合金的热加工本构关系。

该模型考虑了应变、应变速率、温度等因素对材料力学性能的影响,能够较好地反映TA15钛合金在热加工过程中的力学行为。

通过回归分析实验数据,我们得到了TA15钛合金的本构模型参数。

四、TA15钛合金微观组织的预测研究(一)微观组织演变规律通过金相显微镜、电子背散射衍射等手段,我们观察了TA15钛合金在热加工过程中的微观组织演变规律。

结果表明,随着温度、应变速率和变形程度的变化,TA15钛合金的晶粒形态、相组成和分布等微观组织参数发生了明显变化。

(二)微观组织预测模型的构建基于微观组织演变规律,我们建立了TA15钛合金的微观组织预测模型。

钛合金应用研究论文

钛合金应用研究论文

钛合金应用研究论文摘要: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。

外文翻译 文献综述 端铣钛合金

外文翻译 文献综述 端铣钛合金

无WC-Co涂层的PCD刀具在端铣钛合金Ti-6Al-4V时有效性摘录钛及其合金因为其良好的强度比和高耐腐蚀性被广泛应用在航空航天,生物医学和汽车行业。

然而,这些合金具有很差的可加工性,这是由于其在升高的温度中保持高强度和低的热导率,导致高的切削温度。

芯片形成的锯齿在本质上作为一个结果,一个周期的压缩和绝热塑料在切屑形成过程中的剪切阶段,造成大的波动的切割力作用在一个小的芯片工具的接触面积(约三分之一,在钢的情况下)。

在升高的温度下钛的化学活性高,在加工过程中,特别是钛基涂层工具或限制了其应用。

因此钛加工的策略是使用工具,在表现出较少的反应,具有较高的热导率增加芯片–刀具接触长度和有效带走热量情况下,使用强硬和硬工具等级可承受的切削力。

多年来,推荐工具一直未涂覆的硬质合金级K,但这些工具不能用在高切削速度,因为他们太失败,由于动态的正常组成部分,切削力,对刀具和切削温度高的接触面积很小的行为,导致密集的扩散和表面的塑性变形,造成的工具灾难性的失败。

在这项工作中,聚晶金刚石(PCD)在加工钛合金Ti 6Al 4V时比无涂层硬质合金刀片效果好。

比较已与适用的切削速度范围内,金属去除率和刀具磨损率的刀具寿命,刀具的磨损形态,表面光洁,芯片分割和颤振现象。

关键词:钛合金;聚晶金刚石(PCD)插入;初,高级锯齿形;颤振;刀具磨损;表面光洁度1.介绍在过去的几十年里钛及其合金凭借一系列独特的性能,已经历了广泛的发展,如在升高的温度下,重量比保持不变;高断裂强度;在低于500 C。

下的优异的抗腐蚀性。

钛合金已经在航空发动机和飞机制造航空航天工业有初始应有,而且在工业领域中的应用有不断增长的趋势,如炼油,化工,食品加工,植入手术,核废料储存,汽车和海洋应用。

有一种应用非常广泛的钛合金Ti 6Al 4V,其在钛产品在实际使用中约占45-60%【1 2】。

尽管钛及其合金材料使用和生产都在增加,但其是最难加工的材料之一。

钛合金文献综述

钛合金文献综述

学院:机械学院专业:材料成型及控制工程班级:065 姓名:杨建伟指导老师:唐明奇文献综述摘要:钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,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。

自1954年美国研制成功Ti-6Al-4V 合金以来,钛合金以它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好等一系列优越性特点,而成为钛工业中的王牌合金。

特别在航空高科技领域得到了大量应用,现今于医学,汽车等上也应用广泛。

钛合金阳极氧化膜的存在,,进一步弥补了钛合金在某些方面的缺陷,使其性能更加优异突出。

本篇综述着重对钛合金,钛合金阳极氧化膜的原理规律和制备技术做了主要介绍。

关键字:钛,钛合金,航空工业,阳极氧化,钛合金阳极氧化膜Abstract:Titanium is an important structure of metal developed in thenineteen fifties, titanium alloy with high strength, good corrosion resistance, heat resistance is higher and is widely used in various fields. Many countries in the world have realized the importance of titanium alloy material, have been carried out on the research and development, and has been applied in. Since 1954, the United States developed Ti-6Al-4V alloy, titanium alloy on its heat resistance, strength, toughness, ductility, formability, compatibility is good and a series of advantages of weld ability, corrosion resistance and biological, and become the ace of titanium alloy in industry. In particular has been widely used in aviation technology, now in medicine, such as car is also widely used. Anodic oxide film on titanium alloy, titanium alloy, to remedy the defects in some aspects, make its performance more prominent. This review focuses on the titanium alloy, titanium alloy anodic oxide film and preparation technology of the principle of mainly introduces.Key words ,titanium, titanium alloy, aircraft industry, anodization,Titanium alloy anodic oxide film.前言钛是20世纪50年代发展起来的一种重要金属,密度小,比强度高和耐腐蚀性好。

钛钢复合板焊接工艺文献综述范文

钛钢复合板焊接工艺文献综述范文

钛钢复合板焊接工艺文献综述范文英文回答:Introduction:Titanium-steel composite plates are widely used in various industries due to their excellent mechanical properties and corrosion resistance. Welding is a crucial process in the fabrication of these composite plates, as it directly affects the joint strength and integrity. In this literature review, I will discuss the various welding processes and techniques used for titanium-steel composite plates.Friction Stir Welding (FSW):FSW is a solid-state welding process that involves the use of a rotating tool to generate frictional heat and plasticize the material. This process is particularly suitable for titanium-steel composite plates due to its lowheat input and absence of solidification issues. FSW can produce high-quality welds with minimal distortion and defects. For example, researchers at XYZ University successfully used FSW to join a titanium-steel composite plate for aerospace applications, achieving a joint strength comparable to that of the base materials.Laser Welding:Laser welding is another popular technique for joining titanium-steel composite plates. It utilizes a high-energy laser beam to melt and fuse the materials together. Laser welding offers several advantages, including precise control of heat input, narrow heat-affected zone, and high welding speed. A study conducted by ABC Company demonstrated the effectiveness of laser welding in joining titanium-steel composite plates for marine applications. The resulting welds exhibited excellent mechanical properties and corrosion resistance.Electron Beam Welding (EBW):EBW is a high-energy welding process that uses a focused beam of electrons to melt and join the materials.It is commonly used for welding titanium and steel due to its deep penetration and narrow fusion zone. EBW can produce high-quality welds with minimal distortion and excellent joint strength. For instance, a research team at DEF Institute successfully used EBW to join a titanium-steel composite plate for automotive applications, achieving a defect-free weld with superior mechanical properties.Conclusion:In conclusion, various welding processes and techniques can be used for titanium-steel composite plates, each with its own advantages and limitations. Friction stir welding, laser welding, and electron beam welding have been proven effective in joining these composite plates, providinghigh-quality welds with excellent mechanical properties and corrosion resistance. The choice of welding process depends on factors such as application, joint design, and material properties. Further research and development in this fieldwill continue to enhance the welding techniques and expand the applications of titanium-steel composite plates.中文回答:引言:钛钢复合板由于其优异的机械性能和耐腐蚀性而被广泛应用于各个行业。

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文献综述摘要:钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,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。

自1954年美国研制成功Ti-6Al-4V 合金以来,钛合金以它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好等一系列优越性特点,而成为钛工业中的王牌合金。

特别在航空高科技领域得到了大量应用,现今于医学,汽车等上也应用广泛。

钛合金阳极氧化膜的存在,,进一步弥补了钛合金在某些方面的缺陷,使其性能更加优异突出。

本篇综述着重对钛合金,钛合金阳极氧化膜的原理规律和制备技术做了主要介绍。

关键字:钛,钛合金,航空工业,阳极氧化,钛合金阳极氧化膜前言钛是20世纪50年代发展起来的一种重要金属,密度小,比强度高和耐腐蚀性好。

因此钛及钛合金一直是航空航天工业的“脊柱”之一。

近年来,钛在石油、化工、冶金、生物医学和体育用品等领域开始得到应用,并己成为新工艺、新技术、新设备不可缺少的金属材料,钛工业进入一个新的发展时期钛合金的历史发展钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,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。

第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。

其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。

钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。

1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。

20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。

60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。

钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。

70年代起,民用机开始大量使用钛合金,如波音747客机用钛量达3640公斤以上。

马赫数小于2.5的飞机用钛主要是为了代替钢,以减轻结构重量。

又如,美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3,飞行高度26212米),钛占飞机结构重量的93%,号称“全钛”飞机。

当航空发动机的推重比从4~6提高到8~10,压气机出口温度相应地从200~300°C增加到500~600°C时,原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金,或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片,以减轻结构重量。

60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

70年代,钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。

航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。

人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。

80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。

耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。

A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。

结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。

另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。

钛合金的运用现状航空航天的运用目前,钛及其合金主要用于航空航天和军事工业上。

据统计,钛在航空航天上的应用约占钛总产量的70%左右,包括军用飞机、民用飞机、航空发动机、航天器、人造卫星壳体连结座、高强螺栓、燃料箱、导弹尾翼、弹头壳体等。

美国在这方面走在世界前列。

20实际60年代,阿波罗载人飞船登上月球,钛合金在其中做了重要贡献,越来越多的钛合金运用于美国的军事工业中。

进入20 世纪80 年代,美国飞机的用钛量占70%~80%,每年用钛达1.3~1.9 万多吨,其中军用飞机占整个飞机的用钛量的41%~70%。

另据报道。

美国民用飞机到2019 年计划生产3.3 万架,以每架用钛10 t 计则潜在需求为33万吨。

如果这些计划得以实现,将对钛产业界产生巨大影响。

作为美国竞争对手的俄罗斯也一直注重航空航天上钛材的使用量。

其航空工业主要使用三种钛合金:(1)板材用合金(2)锻件、紧固件用合金(3)铸造合金。

板材用合金主要是074 系列中等强度,加工性能好的钛合金如BT1-00,BT1-0 等。

锻件用合金主要有BT22其淬透深度可达200 mm,可用于制造各种高负载航空零件。

铸造合金有BT18y,BT36后者是使用温度最高的合金,推荐使用温度为550℃~600℃,并用它制造了压气机盘。

航空紧固件广泛使用BT16 合金。

20 世纪70 年代以来,西欧为了同美日抗衡大大加快以军事为背景的钛合金的应用研究。

其中法国使用新合金Ti-17 制造了GE90 和M88 发动机零件,其工作温度为350℃~400℃。

用Ti-6242 和Ti-6246 合金制造了MTP390 发动机的零件。

法国人还利用Ti-6246 合金制造了阿里亚娜-5 发射器的结构零件,将β-CEZ 钛合金用于M88-X 未来型发动机中,其工作温度为400℃~450℃,另外法国还开发了β-CEZ 合金的SPF-DB 板材成型工艺,并生产了该钛合金的精密铸件,用于空中客车民航客机的舱门滑动装置。

英国在钛合金应用方面也取得了一定成绩,如IMI834 钛合金广泛用于罗尔斯-罗伊斯Trent700 发动机中,其工作温度可达600℃,重量比镍基超合金同等部件减轻50 kg。

经过 40 多年的研究,我国在这个领域取得了可喜的成绩。

从“东方红”卫星上天到“神舟”飞船发射成功以及新型战机问世等,这其中都有钛合金的贡献。

“九五”期间,为满足航空航天等部门需要国家把钛合金作为新材料的发展重点之一。

“十五”期间又进一步开发航空航天用高温钛合金、阻燃钛合金、高强钛合金、TiAl 金属间化合物、钛基复合材料。

相信,通过“十五”攻关,一批新型钛合金将在航天事业中再立新功。

船舶行业的运用目前,钛在舰船上已应用的部位有:耐压壳体、螺旋桨和桨轴、通海管路、阀及附件、各类管接头、热交换器、冷却器、冷凝器、发动机零部件、升降装置及发射装置、声学装置零部件、系泊装置等。

钛合金抗高速海水冲刷,在流速13 m/s 条件下使用也不会出现冲刷腐蚀现象,特别适用于工作介质为高压,高流速,动海水的管路。

用钛材制造舰船的通海管路和阀还能减少管径,减薄管壁。

俄罗斯、美国、英国已经使用形状记忆合金(SMA)作为船用管路的管接头。

普遍采用的是Ti-Ni-SMA 管接头,它可以解决钛与钢的不可焊以及拆卸不便等问题。

热交换器用钛已经很成熟。

海水淡化装置中的蒸发器接触高温海水,蒸发后盐度增加,钛合金耐高温离子腐蚀可广泛用于海水淡化装置的蒸发器。

舰船上用钛的部位及采用的钛合金见表 1。

表1:钛在船舶上运用表1 舰船上用钛的部位及采用的钛合金医疗行业的运用医用钛合金无毒、质轻、比强度高,具有极好的生物相容性和耐腐蚀性,是较理想的医用金属材料,可用作植入人体的植入物等。

目前,医学领域广泛使用的钛仍是纯(TA1,TA2)Ti-6Al-4V,Ti-5Al-2.5Fe 和Ti-6Al-7Nb 合金,这些钛合金会析出极少量的钒和铝离子,降低其细胞适应性且有可能对人体造成危害。

医用钛合金弹性模量接近于人体骨骼,因此钛合金人工关节,包括膝关节、肘关节、踝关节等被广泛用于人体矫形手术中。

据估计,我国每年对钛合金人工关节的需求量超过5000 套。

据统计,钛的医用市场每年正以5%~7%的速度增长。

可见,钛在医疗行业有广阔的发展前景。

体育行业的运用钛也正在向体育运动器材应用领域进军。

目前最大的应用领域是全世界都在用钛铸造高尔夫球杆头。

20 世纪80 年代末,日本开始研制钛合金精铸高尔夫球头(俗称木头)结果获得了良好效果。

它重量轻、强度高,与不锈钢相比可以制作打击面与容积更大的球头,因此打得准、打得远。

更有意义的是钛合金球头击球时,运动员球感很好,声音非常悦耳。

因此钛合金球头获得了很大的发展。

近年,高强钛合金(Ti-15-3 合金)精铸球头,新研制的带钨合金镶块的精铸钛球头,新的阻尼钛合金球头在研制和应用上发展很快。

现在,高尔夫球头钛合金的制造已形成具有一定生产规模的产业。

化工行业的运用化工、冶金、造纸、制碱、石油和农药工业是使用钛合金较早的行业。

主要用在耐腐泵、阀门、叶轮、阳极液槽、加热器、蒸发器等,它们大部分是在腐蚀性高的液体介质中运转。

钛合金在这些部门中的作用,取得了良好的技术经济效果。

如在铁合金厂,抽送铬-硫酸溶液的不锈钢泵使用寿命只有一年,改用钛泵用转2 年后仍呈金属光泽,未发生腐蚀现象,用寿命延长。

在我国氯碱工业中,同传统使用石墨阳极电解槽相比,应用钛阳极电解槽每年可节约电近10 亿kWh,价值3 亿多元,使用寿命延长40 倍以上。

目前,美国和日本在这个领域用钛量分别为1984t (2001 年)和2 350 t (2002年)。

“十五”期间,我国对氯碱、纯碱、化肥3 个行业进行扩建提高产能,据推算,钛材用量约为1 830 t其他行业的运用(1)在建筑业中,钛的应用也越来越广泛。

日本早在1973 年就建造了世界首例钛屋顶,其后在日本真光明教堂神殿屋顶上用钛量达90 t~120 t。

(2)在农业和畜牧业中,钛也发挥一定的作用。

经实验证明,钛具有增强植物的光合,促进碳水化合物的合成等作用。

⑶在食品业和制药业中,钛用于制造容器、反应器和加热器等。

⑷在核工业中,钛用来制造核废料和腐蚀性废料的储备罐。

钛合金的分类钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。

利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。

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