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钛合金棒在航空电力化工等领域的重要应用

发布时间:2020-05-17 06:33:43 浏览次数 :

钛合金具有最高的拉伸塑性,能够用各种方式进行焊接,长时间使用温度最高可达250摄氏度,主要用来制造飞机和发动机上各种受力不大的板村结构件。工业纯钛具有良好的可塑性,可以在冷态下成形各种板材冲压件,还具有较髙的抗腐蚀能力。Ti5Al2.5Sn钛合金具有中等的室温抗拉强度(800摄氏度lOOOMPa和良好的焊接牲能与丄业纯钛相比,新型钛合金主要包括各种不同级别的业纯钛和广泛应用的Ti5Al2.5Sn钛合金,工业纯钛的室温拉伸强度在350摄氏度700MPa范围内波动。Ti5Al2.5Sn合金工艺塑性稍低,而热强性更高,长时间工作温度可高达450摄氏度。

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随着航空、宇航、核能等尖端科学技术的飞速发展,对材料的要求越来越严格,不仅要求制造这些方面设备零件的材料耐腐蚀、耐磨损、抗微振,面且还要求耐髙温。必需注意进行长时间的试验,很多场所下,化学工业对于钛进行大规模的应用之前。试验条件下配合检验其使用寿命和材料结构。如果由于采用惯例结构资料而大多表示出平安性欠缺(不成熟)造成经济效益不大的话,那么首先就要逐渐开发钛及其合金,以及最近几十年在结构资料领域中开发出髙度技术成熟的其它各种新材料。因此,军事部门在钛及其合金的应用领域发展得比民用领域快。

在很多工业介质中,往往主要采用的稀土金属和贵金属稳定,或者不锈钢之类的资料耐腐蚀应力只能达到一定限度,大多数应用领域利用钛由于密度小、耐腐蚀及强度髙而获得益处。迄今为止。而且消耗费用比较髙,所以应用钛或钛合金就能获得较髙的耐腐蚀强度。坚硬的钛超过150T温度时的蠕变特征逾越铝及其合金考虑到与其它资料相比,密度低的条件下钛合金具有独特的蠕?特征之优点而发现坚硬钛在飞机制造及导弹制造方面应用的重要性。最早应用钛及钛合金的领域是航空工业,近期由于航空工业越来越迫切需要髙强度低密度资料而大大促进钛制造业的发展。20世纪50年代初,美国在飞机上胜利地应用了钛,当时虽然苐一架E机只用1%结构重量的钛,可是却开拓了航空工业使用钛的先导途径。目前,世界上多种高速飞机都广泛应用钛合金作为结构材料。我们是钛工业大国,钛棒材加工产量占世界产量的21.4%,钛棒、钛合金棒中档产品在我国已可自由生产,但是仍不具有高端领域的生产能力。我国海绵钛产量居世界第一,占世界产量的30%左右。钛棒、钛合金棒加工材近两年需求处于恢复阶段,但是强烈看好中长期的发展,尤其是航空航天、海洋和电力等领域的应用。

1、航空航天领域

世界范围50%钛棒、钛合金棒用在航空领域,美、俄均超过50%,而我国仅不到20%,未来空间很大。12下半年空客A380和波音787试飞后推了一年半至2014年,预计2015年这两种型号的飞机将会量产,这将会带动世界航空钛棒、TA1钛棒的需求。未来大型飞机取代支线,宽体取代窄体将成为趋势。空客380钛棒、钛合金棒使用量为90吨/架,波音787为100吨/架份。2004-2020年美国四代战机将取代三代战机,四代战机F-22钛棒、钛合金棒使用比例为40%,而苏-27、F-15等三代机用钛比例仅为17%。中国大飞机、航天空间站、嫦娥计划都会大量使用钛棒、钛合金棒。尤其是大飞机项目,未来几年将会得到实施,钛棒应用量将逐步加大。

2、电力领域

中国核电计划,2020年核发电量将占发电总量的4%,目前仅占到1%,这意味着每年将增加3-4座百万千瓦级核电站。核电站的冷凝器需要“全钛”。2007年核电用焊接钛管进口为1800-2000吨,而2008年达到3322吨,未来几年的需求将会逐年上升。

3、化工和冶金

化工及冶金领域,是钛棒、TC4钛棒应用的最大领域,化工和冶金用钛不会长期衰减,会随着经济的恢复逐步回暖。

4、汽车装备

钛随着国产汽车中高档化,汽车用钛将逐步增加,日本有6%的钛棒、钛合金棒用于汽车制造领域。

5、新应用领域

近期有较快增长,例如人工植入材料,美国每年消耗300万件,中国仅20万件。

6、海洋领域

舰艇用钛。我国未来潜艇(潜艇通海系统)和航母(10000吨/艘)建设将会大量使用钛棒。海水淡化。以钛为材料的海水淡化技术在日本和阿拉伯地区得到充分发展。相对于南水北调工程,海水淡化更为经济。环渤海地区相关技术已做好储备,等待未来大型海水淡化工程的机遇。海洋石油开采。这方面在美国应用较为成熟,未来石油向深海开采将成为趋势。

7、民用领域

伴随着钛材的深入发展,在民用环保、休闲健康领域,应用比例不断加大。

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