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李春斌 (2)
摘要： (2)
关键词：钛合金；应用；发展； (2)
戊戌变法论文一、钛合金研究应用的现状 (2)
1、航空航天 (2)
2、船舶行业 (4)
3、医疗行业 (5)
4、化工和能源 (6)
5、体育行业 (7)
6、其他行业 (7)
二、钛合金的发展方向 (7)
三、结语 (8)
钛合金的应用现状及发展前景
李春斌
（贵州师范大学材料与建筑工程学院，贵州贵阳550000）
手机报in语摘要：从航空航天、船舶、医疗、化工能源等行业，综述了目前钛合金的应用现状以及研究进展，并讨论了钛合金在将来的应用前景以其及发展方向。
关键词：钛合金；应用；发展；
中图分类号：TG131文献标志码：A
文章编号：
Application status and development prospect of titanium alloy
Lichunbin
Abstract:
in this paper,the application status and research progress of titanium alloys in aerospace, shipbuilding,medical treatment,chemical energy and other industries were reviewed,and the application prospect,development direction and application prospect of titanium alloys in the future were discussed.
绪论：
外国男体
最初的实用型钛合金是在1954年由美国人研究制造出来的Ti-6Al-4V合金。因其密度小，比强度高、耐腐蚀性和生物兼容性好，钛合金在航天航空、化工和能源、船舶、医学和体育器械等诸多领域中得到应用。时至今日，钛合金已经做为不可缺少的金属材料，在很多高端技术和科学方面发挥着非常重要的作用，钛合金工业已经进入了一个全新的发展时代。 一、钛合金研究应用的现状
1、航空航天
据目前的不完全统计，钛在航空航天上的应用量已经达到了钛总产量的70%，包括在军
用战斗机、民航客机、飞机发动机、人造卫星、导弹等诸多方面。美国在钛合金方面的研究与发展应用规模都是处于世界顶尖水平的。早在20世纪80年代，美国在飞机上使用钛的量占70%~80%，其每年钛的需求量已经达到了1.3万到1.9万吨，其中军用飞机占美国所有飞机用钛量的41%~70%2，列如F-15战斗机，每架F-15成品用钛成品5t，半成品消耗更是成品的数倍之多。美国最新研制的战斗机F-22，用钛量约占整机总重的45%，其发动机的叶、叶片和机匣、燃烧室和尾喷管等都采用了钛合金。美国制造一架B-1B战略轰炸机B-的发动机及壳体结构需要的钛材料进90多吨。美国PWA公司（涡轮发动机制造公司）已经用Ti-35V-15Cr(Alloy-C)合金制造F-119战机发动机的部分零件。这是全球仅有已应用成熟的常规阻燃钛合金。另外，美国的Pratt&whitney公司已经在使用沉淀硬化型C合金制作F-119发动机的可变翼片。民航波音777客机使用的钛量占机体总重量的10%，其起落架传动装置基本都是由Ti-10V-2Fe-3AI制成的，机上发动机的尾罩、插头、喷嘴都是由β-21S钛合金制作做的。近几年，美国正在发展的六代机，如X-30等，将把现有发动机的推力比增加1倍以上，M数由3增加到10以上B。这些六代战机自然离不开钛，钛的用量占飞机总重量的比值将比五代机更高。美国民用飞机到2019年计划生产3.3万架。如果这些计划得以实现，将会对钛产业界产生巨大的影响。 建行网点转型>mh370写给2014的一封信美国的老对头俄罗斯也同样早在上个世纪50年代，就开始了对钛和钛合金的研究，俄罗斯的工业化和美国一样，钛合金的研究主要面向航空航天领域，但在船舶工业方面也进行了大量的研究，尤其是俄罗斯的核潜艇应用方面。俄罗斯航空工业主要使用三种钛合金：板材用合金、紧固件用合金、铸造合
金等。板材用合金主要为074系列。加工性能好的钛合金为BT1-00,BT1-0等。锻件合金主要有BT22，其淬透深度可达200mm，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。china 农村妇女nomex
日本、英过、美国、德国等国家共同研制的中型客机上采用的V2500发动机。它采用了较多的钛合金先进材料，具有重量轻、燃耗低、噪声小、可靠性高等特点。发动机风扇壳体为T:-6A1-4V合金，低压和高压压缩机前端的圆盘、动翼、静翼等均使用了钛材，如Ti-6A1-4V 和耐热优良的新合金Ti-4A1-4Mo-2Sn-0.SSi.其V2500发动机用钛量为31%是民航机中的最高。近几年来，日本在该领域用铁量明显增加，在1991年为237t，而2002年增至705问，估计，将来用量会更大。
二十世纪七十年代以来，西欧诸国为了抗衡美日特同样加快钛合金的应用研究工作。其中，法国使用合金Ti-17制造GE90、M88发动机零件。用Ti-6242和T-6246合金制造了MTP390发动机的零件。法国人还利用Ti-6246合金制造出了阿里亚娜-5发射器的零件，将
B-CEZ钛合金用于M88-X未来型发动机中。另外，法国还开发了B-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。英国在钛合金应用上也取得了不小的成就，如IMI834钛合金广泛应用于罗尔斯-Trent700发动机，重量比同等部件减轻50kg左右.在Trent800高压压气机上，也使用了IM1834钛合金。近几年，德国对SiC/MI834. SiC/Ti-25A1-10Nb-3V-1Mo和SiC/Ti-22A1-25复合材料进
行了深入的研究，研究结果表明，这些复合材料普遍具有良好的性能和应用前景，其使用温度可达700以上，是目前航空发动机部件的最佳材料。
经过多年的不懈研究，我国在钛合金领域同样取得了不小的成绩。“神舟”系列飞船发射成功和各种新型战机问世等，都代表着我国对钛合金领域的研究和应用上了一个又一个新的层次。为满足我国航空航天行业的需要，国家把钛合金材料研究与应用作为新的发展重点之一。进一步开发航空航天用的阻燃钛合金、高强度钛合金、等诸多钛合金材料。相信一批新型钛合金将在我国航天事业中在再创佳绩。
2、船舶行业
在海洋条件下钛合金材料有着优异的耐腐蚀性能、高的比强度、无磁等特点，因而被广泛应用于船舶工业。
目前，钛合金材料在船舶上应用的部位有：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。
钛制耐压壳体主要用在深海潜水器和潜艇上，水面船基本没有采用。美国、法国、日本、中国都在不
同程度，上用钛的耐压壳体。如美国的“海崖”号深潜器装备了钛观察舱和操纵舱，下潜深度可达6100m。日本的“深海6500”使用了Ti-6A1-4V ELI合金下潜深度达到6500m。国内在深潜器技术方面，也取得一定的成绩。但在大型潜艇上大量用钛的只有俄罗斯。如俄罗斯生产的阿尔法级(估计为8~12艘)和台风级核潜艇(6艘)，每艘用海绵钛3000t到9000t 不等19]，全部用钛达7.8~9万吨，十分惊人。钛合金抗空泡腐蚀性能远远优于钢和铜镍合金，在海水中的腐蚀疲劳强度同在大气中的疲劳强度相比没有降低反而略有提高，因此做为舰船的螺旋桨和桨轴可降低空泡腐蚀速度，延长使用寿命并提高推进效率。
钛合金抗高速海水冲刷，在流速13m/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10]。热交换器用钛已经很成熟。一般使用的钛管外径为10mm~80mm，壁厚0.3mm~0.5mm。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。舰船发动机用钛合金同航空发动机一样主要用于制造发动机盘和叶片转以代替耐热钢。随着钛合金在舰船上应用的发展，船舶系泊用的钢索、导缆钳、带缆桩、抛锚装置、救生浮标、信号浮标及桅杆，升降装置、发射装置都逐渐采用钛合金。另外，钛合金还被用来制造各种传声器、声呐导流罩、电话零件、水声
换能部件等。
3、医疗行业
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钛(TA,TA2)和Ti-6A1-4V,Ti-5A1-2.5Fe和Ti-6A1-7Nb 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。这个问题早已引起医学界的广泛关注。美国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒，具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。在美国，已有5种钛合金进入医学领域，即TMZF,Ti13Nb13Zr,Timetall21SRX,Tiadynel610,Ti15Mo。日本、韩国，英国等也在此领域做了大量的工作，并取得一些进展。如日本已开发出一系列具有优良生物相容性的a+β钛合金,Ti-15Zr-4Nb-4Ta-0.2Pd,Ti-15Zr-4Nb-4Ta-0.2Pd(0.2~0.05),Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd,Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd-0.2O.这些合金强度高，切口性能和韧性好，适于作为人体植入物。韩国的KimTI 等在1997年提出在钛中加入Zr,Nb,Ta,Pd.形成牙科钛合金，其生物相容性好12)。我国的张玉梅等人参考目前临床常用的Co-Cr合金及IV型合金的力学性能指标合成了牙科用Ti-Zr合金，有望成为口腔修复用钛合金。另外，我国还自行设计了TAMZ型(T-A1-Mo-Zr等)医用合金，其相容性好，价格低廉，适合于制作牙齿支架及卡环。
医用钛合金弹性模量接近于人体骨格，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。
德国在20世纪80年代开发了钛合金精铸假肢，它的应用推动了现代功能假肢的发展，从此各国钛合金精铸假肢得到了推广应用。1992年国际假肢矫形器大会认为，假肢将逐渐
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