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鈦金屬用途廣泛需求旺盛

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-3-1 17:24:42
金屬是一種高硬度不生銹的金屬,銀亮,輕盈,堅牢。在化學上,強酸“王水”能夠吞噬白銀、黃金,在70℃用可將鉑金消融,然而“王水”對鈦卻無可若何若何。有人做過實施把鈦放入王水中浸泡了幾年,模擬仍是光華照人。可建造火箭策念頭殼體及人造衛星、宇宙飛船,人們凡是稱鈦為“太空金屬”。因為鈦有這些利益,所以50年月以來,一躍成為稀有金屬。鈦是一種純性金屬,正因為鈦金屬的“純”,所以物質和它干戈的時刻,都不會發生化學反映。也即是說,因為鈦的耐侵蝕性、安定性高,使人們和它長期干戈往后,鈦的素質不會受到影響,所以不會造成人的過敏,它是獨一對人類植物神經和味覺沒有任何影響的金屬,是以人們又稱鈦為“親生物金屬”。鈦設備在醫學上有著怪異的用途。在骨頭損傷處,用鈦片和鈦螺絲釘平穩好,過幾個月,骨頭就會長在鈦片上和螺絲釘的螺紋里。新的肌肉就包在鈦片上,這種“鈦骨”就如真的骨頭一樣,甚至可以用制人造骨頭來庖代人骨治療骨折。 
 
鈦合金制進氣閥開發時的最大課題是耐磨性表面處理技術的開發。TiN涂層、Mo注射層及Cr噴鍍等表面處理均成本高、且難以長時間維持其耐磨性,不適合大批量生產。最適宜的方法就是氧化處理,即在鈦中固溶高濃度的氧,其硬度上升,內部得到了較厚的硬化層。氧化處理基本上是在大氣中高溫區加熱并保溫的單純熱處理。但抗蠕變性能低的Ti-6Al-4V制閥屬通常的退火組織,在處理中因自重易發生變形。抗蠕變性優良的針狀組織為閥的基本組織,但這種組織的延性及疲勞性能較低。因此在β區加熱后,通過控制各種冷卻條件,防止粗大的α相在晶界析出,就可得到很微細的針狀組織,在確保高延展性及與等軸組織一樣的疲勞性的同時成功控制了氧化處理時的蠕變變形。采用從實際制造過程中閥軸部切出的試樣,評價了其拉伸性能,拉伸性能高達980MPa以上,延伸率也高達12%以上。并確認,即便是針狀組織也得到了不遜色于等軸材的高的疲勞特性。施以氧化硬化層以提高閥的耐磨性,但若條件控制得不好,確保的疲勞性能有可能出現極端降低。因此把握最佳的熱處理條件特別重要。因此在670~820℃的溫度范圍施以1~16h的大氣熱處理,在測定表面性狀及表層部硬度分布的同時調查氧化處理條件對疲勞性能的影響。圖2所示為在不同的溫度下的施以1h氧化處理的試樣的表層硬度分布。圖3所示為在670℃及820℃下不同時間的氧化處理試樣的表層硬度分布。隨著處理溫度的升高,氧在鈦合金內部的擴散距離增長,在更深層就可得到高硬度值。如,在這次試驗條件的溫度范圍內,在最高溫長時間的820℃下,4h氧化處理的試樣約為50μm,在最低溫短時間的670℃,1h處理的試樣硬化厚度約為10μm。在表面生成的氧化蝕刻(Ti02),氧就從這里擴散到基體中,在蝕刻正下方最表層部的硬度無論在哪種條件下施以熱處理其硬度均是相同的。然而在顯微維氏硬度測定可能表層到數μm的深度,在不同的熱處理條件下確認有較大的硬度差。同時在一部分的高溫長時間的氧化處理條件下,氧化硬化層產生了裂紋,這說明氧化處理不合適。按照上述的順序所得的氧化硬化層厚度與處理條件的關系,在實際生產中按照這個數據制作了施以氧化處理的發動機閥,并評價了疲勞性能及耐磨性。圖4所示為制作的閥施以重復彎曲應力測定的氧化處理閥的S-N曲線。氧化硬化層一增厚,疲勞強度就降低,在670℃處理材中接近未氧化處理的材料則得到了高疲勞強度。在選擇氧化處理條件應考慮耐磨性,在考慮到閥的耐磨壽命與要求疲勞特性時應決定合適的氧化處理條件。
 
從中國經濟發展的角度來看,因為鈦行業產品如鈦白粉普遍應用于涂料、塑料、造紙、油墨等行業,精四氯化鈦主要用于珠光顏料、電子級鈦白粉、石油催化劑等規模。而鈦合金主要應用于航空,邇來幾年來,中國鈦發展正進入快速增長期,鈦加工材及其他鈦產品已經連續5年以30%擺布的速度增添,鈦材產量由原本占全國的2%—3%發展到現在已跨越10%。隨著我國國民經濟的連續快速發展,近年來對海綿鈦和鈦加工材的需求量有所增加。
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