『金属』“钛”是什么金属？钛厉害！它承包了近乎所有行业( 二 )
钛金属和钛合金应用
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属 ， 钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、无毒无磁、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性 ， 广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品等领域 。 世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性 ， 相继对其进行研究开发 ， 并得到了实际应用 。
本文插图
钛制品需求结构在地区上存在明显差异 。 在拥有发达的航空航天和军工国防工业的北美和欧盟地区 ， 尤其是美国 ， 大约50%以上的钛制品需求来自于航空航天和军工国防领域 。 而在日本 ， 来自化工等行业的工业用钛占据了需求的主导地位 。 据日本钛协会统计 ， 航空航天只占到日本钛需求的2%-3% 。 与日本的情况颇为类似 ， 我国钛制品需求大部分来自化工和能源领域 ， 航空航天只占到10% 。 虽说中国已成为全球最大的钛金属生产国和消费国之一 ， 不过大部分生产一直局限于等级较低的钛 ， 用于自行车架、高尔夫球杆或化工行业使用的防腐管材 。 但是近年来航空航天用钛量在亚洲地区出现明显增长 ， 可见 ， 钛市场的前景比较光明 。
本文插图
航空航天领域
航空航天领域用钛大国集中在西方国家 ， 尤其是美国 ， 60%的钛材都应用到这个领域 。 亚洲国家 ， 日本和中国在此领域中钛的投入量均在10%左右 。 但是近年来随着亚洲航空航天的飞速发展 ， 钛在航空航天领域的消费量将会随之增长 。 从全球角度来看 ， 航空业对钛市场起着决定性的作用 ， 从历史上看 ， 钛行业大的周期轮回都和航空业的冷暖密切相关 。
本文插图
钛合金在飞机的主要用途如下：
(1)减轻结构重量、提高结构效率：先进的战技性能(如超音速飞机)要求飞机具有比较低的结构重量系数(即：机体结构重量/飞机正常起飞重量) ， 而钛合金具有强度接近中强钢但密度小的特点 ， 代替结构钢和高温合金 ， 能大幅度减轻结构重量 ， 同时也能节省费用；以发动机为例 ， 有统计数据显示 ， 飞机发动机的质量每降低一公斤 ， 使用费用可降低约220-440美元 。
(2)符合高温部位的使用要求：钛合金具有耐热性好的特点 ， 如常用的Ti-6Al-4V能在350℃下长期工作 ， 因此在飞机的高温部位(如后机身等)可取代因高温使用性能不能满足要求的铝合金；TC11能在500℃下长期工作 ， 在发动机的压气机部位可取代高温合金和不锈钢 。
(3)符合与复合材料结构相匹配的要求：为减轻结构重量和满足隐身要求 ， 先进飞机大量使用复合材料 ， 钛合金与复合材料的强度、刚度匹配较好 ， 能获得很好的减重效果 。 同时 ， 由于二者电位比较接近 ， 不易产生电偶腐蚀 ， 因此相应部位的结构件和紧固件宜采用钛合金 。
(4)符合高抗蚀性和长寿命的要求：钛合金具有较高的疲劳寿命和优良的耐腐蚀性能 ， 可以提高结构的抗腐蚀能力和寿命 ， 满足先进飞机、发动机高可靠性和长寿命的要求 。
本文插图
军用武器的开发与采购不断向着轻便、灵活方向发展 ， 为了满足战斗机对战斗性能要求 ， 除了采用先进的设计技术外 ， 还必须采用额性能优良的材料以及先进的工艺制造技术 。 大量选用钛合金、提高先进钛合金应用水平就是重要措施之一 。 自20世纪60年代以来 ， 国外军用飞机的钛量逐年增加 ， 当前欧美设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上 ， 并且新机型的用钛量占比正在大幅提升 。
推荐阅读
- 商业经济观察@苹果没想到，5G手机还能这么玩，友商只能默默的说一句厉害了！
- 搜狐新闻■5nm工艺制成芯片不华为Mate40曝光，Mate30提前价崩简直厉害！
- #动物#厉害了！宁波区域第二篇《Science》论文，作者竟然又是他们
- 『埃尔法哥哥』人类初步的AI机械警察会是什么样？看美中不足的超能查派
- 『zol中关村在线』实力科普：电脑睡眠和直接关机区别是什么？
- ##安卓X86是什么？和手机上的安卓系统有什么区别？
- 「美国」美国近五十年为人类贡献最牛的一件事是什么？
- 奥林匹克运动会@蚂蚁庄园4月16日题目答案 奥运冠军获得的金牌主要材料是什么？支付宝蚂蚁庄园今日答案
- 『搜狐新闻』华为手机档次详解：区分“高中低”端，你的手机是什么档次？
- 热水壶@莱卡这款养生壶有点厉害，这篇体验文告诉你答案！