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世界钛及钛合金的应用研究进展
企 业 ,有亦 钢 亦钛 的大 卷 重钛 带 生产 线 。与 美 国不 同 ,日本 9 5 % 的钛 材 用 于 航 空 之外 的 领 域 , 其 民用钛 制 品遍
明显 。 中高 档 轿 车和 摩 托车 用 钛量 仍
在增 长 , 发展 势头依然很猛 。但 由于金
及化工、 石化、 建筑 、 冶金、 医疗、 汽
发 了薄壁焊管 的生产技术 。日立 , 三菱
及 东 芝生 产 的 电站 冷 凝器 , 使 用 了厚 0 . 5 mm 的钛焊 管 ,三菱 、川崎 、日立、 三 井 以及 神户 制钢 等公 司生 产 的海水 淡 化 装 置 ,使 用 了厚 0 . 5 - 0 . 7 mm的钛
焊管。
航 天 工业 的应 用 , 其 代 表性 成 果 住友
明国际展 览馆 和 日 本 岛根县
立 美 术 馆 使 用 了 大 量 钛 材
金 属公 司研 制的航 空 发动机 曾在 2 0 0 7
年 日本 京都 举行 的第十 一届 世界 钛 会 钛 展 上展 出。航 空航 天 工 业用 钛 比例
的 加工 热处 理 的工艺 开 发及 T i 一 2 1 S制
素合成塔、 次氯酸钠罐 等化工设备。 电力 和海 水淡 化 工业 用钛 约 占总量 的
2 0 %。电力 钛 材 主 要 用于 核 电站 冷 凝 器管 , 海水淡 化钛 材主要 用于蒸 发器 。 日本在 薄壁钛焊管 的开发和 应用方面 ,
T i . 6 . 4合金 , 例如 , 纯钛热交换器 部件、 T i . 6 . 4 合金海水泵 部件也采用铸 造法 。 T i 一 6 . 4 E L I 合 金, T i 一 6 . 4 合 金 、T i 一 6 A1 . 7 Nb合 金 、T i 一 1 5 Mo合 金 、T i 一 1 3 N b - 1 3 Z r 合 金、 T i 一 1 2 Mo 一 6 Z r 一 2 F e合 金等 同样 适用于植入 物器具 。同时 , 植 入物 用 多 孔钛 、多 孔 钛合 金 制植 人 物
这 种 钛合 金 , 通 过改 进 薄 板制 造 时 的
热处 理条 件 , 研 制 出一 种 新型 的 高 尔 夫球 头 , 其耐撞 击强度 、易挠 曲特性 和
用 于化 工 的钛材 平 均每 年 占总量 的3 0 %,主要用 于换 热器 、 反 应塔 、尿
工 艺 的最 佳 化 、
反弹 系 数均 优 于 以往 产 品 。日本 丰 田 中央 研究 所开 发 了一种 新型 多 功能 钛
合金 , 被称 为橡胶金属 ,比普通金 属高 2 . 5 % 的弹 性变 形 ,不会 产生 冷 加工 硬
发 动机排 气 阀 的修理 服务 也正 在进 行
中。钛 合金 也 同样 适 用于 海 军 防卫 船 舶, 原 子能 技术 、 海 洋能 源开 发等。例 如, 潜 水艇推进 体系的海水 循环泵 、 热 交 换 器等 也 采 用纯 钛 。从 降低 成 本 的
化, 可进 行 断 面 收 缩达 9 9 . 9 %的 冷 加
工 ,目前 这 种新 型 多 功能 钛 合金 多 用 于 眼镜架 。
建立 了海 水 淡化 和 电站冷 凝器 钛 薄壁
焊 管 用带 卷 的批 量 生产 体 系 , 相 应 开
观点 来看, 铸 造 法 同样 适 用 于 纯 钛、
医用 生 物 钛合 金 中, 正 在开 发 中 的 D型 新 型 钛 合 金 有 : T i 一 1 0 C r - A 1 合
金、 T i . Mn合金 、 T i - F e - Nb — Z r 合金 、 T i -
C r - A 1 合 金、 T i — s n - C r 合 金、 T i — c r _ s n —
车 、摩 托 车、体 育 ( 高 尔 夫球 具 、网球
属危机, 近 两年 明显 下 降。 汽 车领 域 ,
发动机 阀用 的T i 一 5 A1 — 2 F e 一 3 Mo 合 金、 消 音 器 用 的T i 一 1 C u 、 T i 一 1 C u 一 0 . 5 N 合
拍、 渔具, 钓 鱼船 等 ) 、日用 电子 产 品
料, 一 些 桥 梁、 寺 庙 等 也使
用 了钛 材 。目前 , 纯 钛 继 续 在 建筑 物上 使用 , 如 日本 浅
5 6 世 界 有色 金 属2 0 1 2  ̄ E第 4 期
( 照相机 , 手表 、 复 印机 、 打字 机 、 手机 、 手提 电脑等 ) 、 炊具 ( 刀、 叉、 锅、 铲等 ) 各 个 门类 。 出 口钛材 应用 最 多 的是在 板 式换
金、 T i 一 0 . 5 A 1 — 0 . 3 S i 合金 ( T i - 0 . 9 S A)等
应 用 与 市场 I A p p l i c a t i o n &M a r k e t
盘 从锭 子到成 品的模拟 试验 、 T i - 6 . 4 合 金 制压 缩 机 圆盘在 热处 理 中显 微组 织 变 化 的模 拟 试验 、 详 细解 析 了 T i - 6 A 1 —
得进 展 。
日本
日本 钛工 业 的 民用技 术走 在 了世
簧、 消音 器 、 车 体 和 紧 固件 等 , 本 田、
雅 马 哈 公 司生 产 的 6 0 0 c c 摩 托车 使 用 钛制 气阀 、 弹簧 、 排 气管和消音器 等部 件后 , 减重 、 防腐蚀 和提高燃烧 率效果
界前列, 如 有 经济 指 标 最优 的海 绵钛
5 . 其他 领域 的应 用进 展
2 0 1 1 年 日本大 阪钛 业产能为 3 2 0 0 0 吨,
3 0 %用于 航空 制造 和出 口。 航 空领 域 , 低成本的 T i - 5 3 1 及T i - 9 正在开 发中。
2 . 化 工领 域
日本 神 户 制 钢 所 用 T i - 1 5 Mo - 3 AI
近 年 来 ,日本 汽 车 ( 包 括摩 托 车 )
用 钛 势 头 良好 ,主要 用 于 以下 部 件 : 发动 机气 阀、连杆 和 曲轴 、排气 管、悬
的也正在开 发 中。
( C r , Mo ) 合 金等也正在开 发 中。 据 称 ,日本 已开 展 钛表 面氧 化 处
理研究 ,以制造光触媒 。此类光触媒 具 有 除污 、除臭 、抗 菌 及 空 气 净 化 的 作 用, 在业界受 到相当大 的关注。 光触媒 或 生物 活性 的 T i O 研 究开 发正在 多角度 、 全方位地展 开 。 贮氢合 金 T i - V- Mn 合 金、T i - Mg 合 金、 T i 3 A1 基合 金、T i - F e 合金 、 T i - c r . V 合 金及 T i . C r - V - Mo 合金 的研 究开 发 取
z r 合金 等 。同时 ,再 置换 型 植 人 物 D 型T i . 3 0 Z r - Mo合 金 ,杨 氏模 量 自调 整 型 p型 T i . 1 2 C r 合 金 、再 轩 换 型 植 入 物用 杨 氏模 量 自调 整型 D型 T i 一 3 0 Z r -
3 . 汽车. 摩托车领域
2 S n . 4 Z r o 2 Mo 合金 ( T i 一 6 . 2 . 4 . 2 合金 ) 制 造 的发动 机 圆盘及 叶 轮的 锻造 工艺 与 停 留时间的相互关系、 T i - 1 0 . 2 . 3合 金 制造 的起 落架 的特性 改进 适合 的锻 造 有 所 提 高 ,但 仅 占全 部 消 耗 的2 - 3 %。 草 的浅 草寺 及羽 田国 际航空 港 的桥墩 等。
正在开发 中。 4 . 建 筑物 领域
3本还 发 明 了钛 金属 牙 刷 ,无 需 1
牙膏就可去 除齿 菌斑 。
日本 目前 已有上百座建筑物使用
了钛 材 。由于 日本是 一个 太 平 洋岛 国 , 其 建筑 多在海 洋 大 气 的环 境 中,因此 ,1 3本 许 多建筑 中都 采用 了钛这种 耐腐 蚀 材料 。如 日本东 京有
独联体 ( c l s )
热器 ( P H E ) 和 电力 方 面 。 为 了加速 拓
展 钛 的 民用市 场 ,日本还 开 发 了 一些 新型钛合 金 , 如高 温钛合金 、高强度钛
合金 、 耐蚀 钛合金及低 成本钛合金 。
1 . 航 空领 域
近 年来 ,日本 着 力开 拓 钛 在 航 空