鈦合金棒、TC4鈦棒在航空航天與電力等領(lǐng)域的應(yīng)用

在化學(xué)工業(yè)和其它各應(yīng)用領(lǐng)域中對鈦或鈦合金的半成品及加工件都提出了很高的要求，因此在航空和宇航領(lǐng)域中，開發(fā)檢驗(yàn)儀器和監(jiān)控裝置的費(fèi)用特別高，故而對鈦及艽合金制零件的價格影響大。 鈦合金具有最高的拉伸塑性，能夠用各種方式進(jìn)行焊接，長時間使用溫度最高可達(dá)250攝氏度，主要用來制造飛機(jī)和發(fā)動機(jī)上各種受力不大的板村結(jié)構(gòu)件。工業(yè)純鈦具有良好的可塑性，可以在冷態(tài)下成形各種板材沖壓件，還具有較髙的抗腐蝕能力。Ti5Al2.5Sn鈦合金具有中等的室溫抗拉強(qiáng)度（800攝氏度lOOOMPa和良好的焊接牲能與丄業(yè)純鈦相比,新型鈦合金主要包括各種不同級別的業(yè)純鈦和廣泛應(yīng)用的Ti5Al2.5Sn鈦合金，工業(yè)純鈦的室溫拉伸強(qiáng)度在350攝氏度700MPa范圍內(nèi)波動。Ti5Al2.5Sn合金工藝塑性稍低，而熱強(qiáng)性更高,長時間工作溫度可高達(dá)450攝氏度。

隨著航空、宇航、核能等尖端科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,對材料的要求越來越嚴(yán)格，不僅要求制造這些方面設(shè)備零件的材料耐腐蝕、耐磨損、抗微振，面且還要求耐髙溫。必需注意進(jìn)行長時間的試驗(yàn),很多場所下,化學(xué)工業(yè)對于鈦進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用之前。試驗(yàn)條件下配合檢驗(yàn)其使用壽命和材料結(jié)構(gòu)。如果由于采用慣例結(jié)構(gòu)資料而大多表示出平安性欠缺（不成熟）造成經(jīng)濟(jì)效益不大的話,那么首先就要逐漸開發(fā)鈦及其合金，以及最近幾十年在結(jié)構(gòu)資料領(lǐng)域中開發(fā)出髙度技術(shù)成熟的其它各種新材料。因此，軍事部門在鈦及其合金的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展得比民用領(lǐng)域快。

在很多工業(yè)介質(zhì)中，往往主要采用的稀土金屬和貴金屬穩(wěn)定，或者不銹鋼之類的資料耐腐蝕應(yīng)力只能達(dá)到一定限度,大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域利用鈦由于密度小、耐腐蝕及強(qiáng)度髙而獲得益處。迄今為止。而且消耗費(fèi)用比較髙，所以應(yīng)用鈦或鈦合金就能獲得較髙的耐腐蝕強(qiáng)度。堅(jiān)硬的鈦超過150T溫度時的蠕變特征逾越鋁及其合金考慮到與其它資料相比,密度低的條件下鈦合金具有獨(dú)特的蠕?特征之優(yōu)點(diǎn)而發(fā)現(xiàn)堅(jiān)硬鈦在飛機(jī)制造及導(dǎo)彈制造方面應(yīng)用的重要性。最早應(yīng)用鈦及鈦合金的領(lǐng)域是航空工業(yè)，近期由于航空工業(yè)越來越迫切需要髙強(qiáng)度低密度資料而大大促進(jìn)鈦制造業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)50年代初,美國在飛機(jī)上勝利地應(yīng)用了鈦，當(dāng)時雖然苐一架E機(jī)只用1%結(jié)構(gòu)重量的鈦，可是卻開拓了航空工業(yè)使用鈦的先導(dǎo)途徑。目前,世界上多種高速飛機(jī)都廣泛應(yīng)用鈦合金作為結(jié)構(gòu)材料。我們是鈦工業(yè)大國，鈦棒材加工產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的21.4%，鈦棒、鈦合金棒中檔產(chǎn)品在我國已可自由生產(chǎn)，但是仍不具有高端領(lǐng)域的生產(chǎn)能力。我國海綿鈦產(chǎn)量居世界第一，占世界產(chǎn)量的30%左右。鈦棒、鈦合金棒加工材近兩年需求處于恢復(fù)階段，但是強(qiáng)烈看好中長期的發(fā)展，尤其是航空航天、海洋和電力等領(lǐng)域的應(yīng)用。

1、航空航天領(lǐng)域

世界范圍50%鈦棒、鈦合金棒用在航空領(lǐng)域，美、俄均超過50%，而我國僅不到20%，未來空間很大。12下半年空客A380和波音787試飛后推了一年半至2014年，預(yù)計2015年這兩種型號的飛機(jī)將會量產(chǎn)，這將會帶動世界航空鈦棒、TA1鈦棒的需求。未來大型飛機(jī)取代支線，寬體取代窄體將成為趨勢?？湛?80鈦棒、鈦合金棒使用量為90噸/架，波音787為100噸/架份。2004-2020年美國四代戰(zhàn)機(jī)將取代三代戰(zhàn)機(jī)，四代戰(zhàn)機(jī)F-22鈦棒、鈦合金棒使用比例為40%，而蘇-27、F-15等三代機(jī)用鈦比例僅為17%。中國大飛機(jī)、航天空間站、嫦娥計劃都會大量使用鈦棒、鈦合金棒。尤其是大飛機(jī)項(xiàng)目，未來幾年將會得到實(shí)施，鈦棒應(yīng)用量將逐步加大。

2、電力領(lǐng)域

中國核電計劃，2020年核發(fā)電量將占發(fā)電總量的4%，目前僅占到1%，這意味著每年將增加3-4座百萬千瓦級核電站。核電站的冷凝器需要“全鈦”。2007年核電用焊接鈦管進(jìn)口為1800-2000噸，而2008年達(dá)到3322噸，未來幾年的需求將會逐年上升。

3、化工和冶金

化工及冶金領(lǐng)域，是鈦棒、TC4鈦棒應(yīng)用的最大領(lǐng)域，化工和冶金用鈦不會長期衰減，會隨著經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)逐步回暖。

4、汽車裝備

鈦隨著國產(chǎn)汽車中高檔化，汽車用鈦將逐步增加，日本有6%的鈦棒、鈦合金棒用于汽車制造領(lǐng)域。

5、新應(yīng)用領(lǐng)域

近期有較快增長，例如人工植入材料，美國每年消耗300萬件，中國僅20萬件。

6、海洋領(lǐng)域

艦艇用鈦。我國未來潛艇(潛艇通海系統(tǒng))和航母(10000噸/艘)建設(shè)將會大量使用鈦棒。海水淡化。以鈦為材料的海水淡化技術(shù)在日本和阿拉伯地區(qū)得到充分發(fā)展。相對于南水北調(diào)工程，海水淡化更為經(jīng)濟(jì)。環(huán)渤海地區(qū)相關(guān)技術(shù)已做好儲備，等待未來大型海水淡化工程的機(jī)遇。海洋石油開采。這方面在美國應(yīng)用較為成熟，未來石油向深海開采將成為趨勢。

7、民用領(lǐng)域

伴隨著鈦材的深入發(fā)展，在民用環(huán)保、休閑健康領(lǐng)域，應(yīng)用比例不斷加大。