钛合金的应用领域有哪些

1. 钛的用途是什么

应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。

钛白粉学名二氧化钛（TiO2），是一种十分稳定的氧化物，具有优良的光学和颜料性能，主要用作白色无机颜料。它的无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。

钛产业链可以分为以下四个部分：

1、钛铁矿、金红石等原始矿产的选矿，通过物理方法取得品位更高的精矿。

2、通过对精矿的再加工提纯，制取高纯度的二氧化钛，用于钛白粉行业。

3、通过对二氧化钛的氧化、还原等工艺手段生成四氯化钛，制取中间产品海绵钛。

4、通过对海绵钛的熔铸加工，制取晶体结构致密的钛锭，用于生产钛材及各种钛合金。

2. 钛合金的作用，可以用来制作

钛合金的应用比较广泛。钛合金有密度小、强度高、耐腐蚀等优点，是一种优质的金属材料，理论上只要需要以上优点的零件都可以用钛合金制作。但是由于钛合金材料价格昂贵，且加工成本也高（钛合金是机械加工行业最难加工的材料之一），所以从经济角度考虑很多零件不会用钛合金，熟话说“好钢要用在刀刃上”嘛。钛合金制成的零件价格都很昂贵，目前钛合金主要应用于航空、航天、以及有特殊要求的零件等特殊领域。由于其密度小、强度高常用来制造飞机发动机上的零件，以及机身上的需要受力的结构件；特制的高温钛合金、耐热钛合金等还会用来制作航天器的外壳；钛合金由于耐腐蚀、强度高，所以还会被用来制作成植入人体的“替代骨骼”；由于钛合金材料的高强度特性，很多民用产品上的强度要求较高的结构件也会用这种材料，例如离心式空气压缩机组内的转速高达五、六万转/每分钟的离心叶轮。钛合金的应用很多的，不能一一列举。
PS：我这里说的是钛合金哦，钛元素含量占50%以上的才叫钛合金哦。目前市面上那种所谓的钛合金门窗，其实不是真正意义上的钛合金，那种应该叫“铝钛合金”或是“镁钛合金”，其里面钛元素含量不足1%，就是看中了钛的优良特性，所以在铝合金或是镁合金材料中加入微量钛元素来调整材料的特性，使材料更结实耐用。

3. 钛金属的主要用途是什么

钛是一种过渡金属，在过去一段时间内人们一直认为它是一种稀有金属。从20世纪40年代以后，钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、医疗以及石油化工等领域；因为钛具有熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、耐腐蚀等优点；钛外观似钢，具有银灰光译。钛的强度大，钛合金抗拉强度达180kg/mm3。钛的特性是密度小(4.51g/cm3），硬度大，熔点高(1675℃），高纯度钛具有良好的可塑性,但当有杂质存在时变得脆而硬。在室温时钛不与氯气、稀硫酸、稀盐酸和硝酸作用，但能被氢氟酸、磷酸、熔融碱侵蚀。钛很容易溶解于H2SO4中，钛最突出的性能是对海水的抗腐蚀性很强．钛在地壳中约占总重量的0.42%,在金属世界里排行第七,含钛的矿物多达70多种．目前钛的用途发展很快，已被广泛应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、军工、轻工、化工、纺织、医疗以及石油化工等领域。
极细的钛粉，是火箭的好燃料；钛的抗腐蚀能力，比常用的不锈钢强15倍,使用寿命比不锈钢长10倍以上。钛在外科医疗手术上的应用，也非常引人入胜。目前，外科接骨是用不锈钢，使用不锈钢有一个缺点，就是接骨愈合之后，要把不锈钢片再取出来，这是件十分痛苦的事。不然,不锈钢会因生锈而对人体产生危害。如果改用钛制的“人造骨胳”将使骨科技术完全改观。在头损坏的地方,用钛片与钛螺丝钉，过了几个月，骨头就会重新生长在钛片的小孔与螺丝里,新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，钛骨骼宛如真正的骨骼一样和血肉相联，起到支撑和加固作用,所以,钛被人们赞誉为“亲生物金属”。现在它已开始应用于膝关节、肩关节、肋关节、头盖骨、主动心瓣、骨骼固定夹等方面。
在炼钢工业中，少量钛是良好的脱氧、除氮及除硫剂。 二氧比钛是一种宝贵的白色颜料，叫钛白。钛白兼有铅白的掩盖性能和锌白的持久性能，它是世界上最白的物质之一，而且钛白无毒。现在每年用做颜料的二氧化钛有几十万吨。
由于二氧化钛具有高熔点的性质，常被用来制造耐火玻璃、釉料、珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
四氯化钛在湿空气中会冒出大量白烟。由于它具有这种特性,在军事上常用它作为人造烟雾剂。特别是在海洋上，水汽多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城,挡住了敌人的视线。
钛酸钡晶体被广泛应用于超声波仪器和水底探测器中。这是因为具有受压斩改变形状时，会产生电流；一旦通电又会改变形状。把钛酸钡放在超声波中，它受压便会产生电流，由它所产生的电流的大小可以测知超声波的强弱；相反，用高频电流通过它，则可以产生超声波。
在用金色装饰工艺品和日用品中，由于它们的硬度低、容易刺破和磨损，不能耐久。当在这些物质的表面镀一层氮化钛时，外观几乎和黄金的镀层一模一样，而比黄金以及硬质合金更耐磨，这种镀层被誉为具有“永不磨损性”。
有机钛聚合物，可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂。
目前人类使用的四个系列的贮氢金属中，钛系是其中一种，也是比较便宜的一种，但目前人类还没有找到更理想的“贮氢金属”，一旦这个问题解决了，人们就可以用氢做燃料。
“钛飞机”可以减轻机体重量5吨，多载乘客100多名。在新型喷气发动机中，钛合金已占整个发动机重量的18～25％；在最新出现的超音速飞机上，钛的使用量几乎占到整个机体结构总重量的95％，所以，如果没有钛合金就很难发展目前的超音速飞机。
用钛制造的潜艇，不仅比钢制潜艇经久耐用，而且可以潜入更大的深度，钛潜艇可以下潜到4500米以下，这是钢制潜艇无法逾越的界限。用钛制造军舰、轮船，不用涂漆，在海水中航行几年也不会生锈。由于钛不是铁磁体物质，不会被磁水雷发现，这点在军事上特别重要，如果没有钛炼成的耐热钢，目前使用的常规武器步枪和机枪的寿命也只能是最初的4.5秒。
利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气，造成真空。用钛锆合金制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十亿分之一。
钛铌合金是理想的超导材料。清华大学利用光学干涉原理和离子氮化钛处理制成了画面清晰、层次分明的山川水墨画。
在目前使用的最常见的两种不锈钢中，铬镍钛18－8－1型（含铬18%、镍8%、钛1%)是工业上最常用的。
碳化钛（TiC）颇象碳化铁，具有金属光泽。可它比碳化铁具有更高的熔点和更高的硬度。所以,它有着实际应用价值。
用钛制器皿保存的食物，色、香、味经久不衰；钛制炊具既轻巧,又不会生锈，最合科学卫生。
用钛合金制成的高压容器，能够耐受2500个大气压的高压。
钛和镍组成的合金，被成为“记忆合金”。这种合金制成预先确定的形状,再经定型处理后,若受外力变形，只要稍微加热便可恢复原来的面貌。这种合金目前已在不少领域得到应用。如美国阿波罗号飞船上用的天线，就是这种记忆合金；上海第一医学院附属第九人民医院已将这种记忆合金用于妇女绝育手术中；另外还可用于仪表、电子装置等领域。
现在，对钛的广泛使用最大障碍是钛很难冶炼。因为钛的熔点很高,冶炼钛就要在更高的温度下进行,而在高温下钛的化学性质又变得很活泼，因此冶炼要在惰性气体保护下进行,还要不使用含氧材料，这就对冶炼设备、工艺提出了很高的要求。目前冶炼的钛70%左右用在制造飞机、导弹、宇宙飞船、人造卫星等方面。
金属钛的前程无量,所以钛被授予“21世纪金属”的称号。

4. 钛合金的使用范围有哪些

钛合金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。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。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

5. 钛及钛合金应用什么领域

钛金属已成为化工装备中主要的防腐蚀材料之一，并在化工装置中已确立了他的耐腐蚀地位。作为化工设备中的理想材料，钛也愈来愈引起工程技术人员的重视。
经过多年的推广，钛及其合金已作为一种优异的耐腐蚀结构材料在化工生产中得到了广泛应用。目前钛设备的应用已从最初的“纯碱与烧碱工业”扩展到氯酸盐、氯化铵、尿素、有机合成、染料、无机盐、农药、合成纤维、化肥、和精细化工等行业，设备种类已从小型、单一化发展到大型、多样化。具化工部门预计，化工行业的用钛量将超过1500吨。目前，国产化工钛设备中，数量最多的是换热器，其次是钛阳极和容器。调查结果表明钛换热器占56.66%，钛阳极占20.41%，钛容器占16.28%，其它占6.65%。
钛在化工中用的最早、用量最大的是氯碱工业，目前全国有大中小氯碱厂近200家，其中大部分采用钛阳极槽和离子膜电槽生产烧碱，因此设备用钛量较大。
纯碱又称碳酸钠，是基本化工原料之一。生产纯碱的方法主要有天然碱法和以盐为原料的氨碱法和联碱法。无论采用那种工艺生产，设备都会受到氯化钠和氯化铵等介质的强烈腐蚀。国外在纯碱工业中已广泛使用了钛设备，中国自1965年以来，大连氯碱工业研究所、上海浦东化肥厂、大化公司碱分厂、天津碱厂、鸿鹤化工厂、湖北化工厂、青岛碱厂、以及新建三大碱厂都先后使用了钛材、钛设备。
化工行业中的无机化工、无机化合物、有机化工以及化肥、农药、染料、精细化工、化学试剂等也都广泛使用了钛材。

6. 钛合金的应用

自1795年发现钛至今已有200多年的历史，但是由于钛的熔点高、化学性质十分活泼，塑性良好的纯钛很难制取；钛锭的冶炼需在真空中进行；制造工艺复杂，从而使得钛及其合金长期不能广泛用于工业生产。从20世纪50年代开始，由于航空航天技术的迫切需要，钛工业得到了迅速的发展。现在，钛及钛合金不仅是航空航天工业中不可缺少的结构材料，在造船、化工、冶金、医疗等方面也获得了广泛的应用[1]。
钛合金的应用决定于钛及钛合金的特点和对产品的要求。概括起来，钛及钛合金的特点有如下[1～4]。
①钛的密度小、比强度高。钛的密度为4510kg／m^3，介于铝(2700kg／m^3)和铁(7600kg／m^3)之间。钛合金的比强度高于铝合金和钢。
②钛合金的工作温度范围较宽，低温钛合金在-253℃还能保持良好的塑性，而耐热钛合金的工作温度可达550℃左右，其耐热性明显高于铝合金和镁合金，如果克服了550℃以上的氧化污染问题，其使用温度还可能进一步提高。
③钛及钛合金还具有优良的抗蚀性，特别是在海水和海洋大气环境中抗蚀性极高，这使其在应用于舰艇和水上飞机上时具有很大的竞争优势；钛在各种浓度的硝酸、铬酸中都很稳定，温度升高，反应也慢。此外纯钛在碱溶液中和大多数有机酸和化合物中的抗蚀性也很高；而且，钛的腐蚀性能的突出特直是不发生居部腐蚀和晶间腐蚀，一般为均匀腐蚀。
④钛的化学活性很高，极易受氢、氧、氮的污染，难以冶炼和加工，使得生产成本较高。
⑤导热性差(只有铁的1／5，铝的1／3)，摩擦系数大(0．42)，抗磨性也较差，故在切削加工时，容易使工件及刀具温度升高，造成粘刀，降低刀具寿命，故切削加工性差。
⑥弹性模量低，影响构件的刚度，也使细长构件的使用受到限制，不过在某些情况下，也可利用钛的σs／E比值大的特点制作弹性元件。
目前钛合金的主要用途可大致分为三类，即喷气发动机、航空构架和工量
应用。
钛合金可分为两种主要类别：耐蚀合金和结构合金。耐蚀合金通常为单相。相并加有不多的固溶强化添加剂及。稳定元素，如钯和铝。这些合金用于化学、能源、造纸及食品加工工业以及生产高耐蚀性管材、热交换器、阀门外套及容器。除了极优越的耐蚀性外，单相。合金具有良好的焊接性能，易于加工制造，但强度相对较低。而结构合金可分为四种：近α合金、α+β合金、β合金以及钛铝金属间化合物[5]。1954年Ti-6A1-4V被采用，这个合金很快成为迄今为止最重要的钛合金，因为它有极佳的综合力学性能及良好的加工能力。在由美国主要钛生产厂家供应的市场中，耐蚀合金占总产量的25％，Ti-6Al-4V为60％，余下的15％则为其他结构合金。钛合金能达到令人满意的综合力学性能，因而使它们成为许多航空航天及商业应用的备选材料。但是，由于钛合金零件价格昂贵，限制了它们的应用范围。
在美国，钛合金主要应用于宇航领域；在日本，大部分钛用于非航空航天方面。目前，全世界约有30多个国家从事钛合金的研究和开发，其中美、俄两国研究钛合金历史较长，实力最强。表9—2为世界各国钛的消费结构比较，从消费结构上看，美国、西欧和俄罗斯，钛材的60％～70％用于航空航天领域，民用工业相对较少， 日本和中国则不同，民用工业领域里钛消费量约占85％—90％，航空航天领域约占10％～15％。

在每种市场中对钛合金产品的要求是基于特定用途的具体要求，例如，喷气式发动机的要求主要集中在高温抗拉强度、蠕变强度和高温下的稳定性，第二位的性能考虑则是疲劳强度和断裂韧性。航空构架则是要求高抗拉强度并结合有良好的疲劳强度和断裂韧性。制造构件的难易也是一个重要的考虑。工业应用则要求在各种介质中有良好的抗蚀性作为一基本考虑，并要求适当的强度、成形能力及相对于其他抗蚀合金有可以竞争的价格。