鈦及鈦合金材料具有高強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，并具有足夠的耐腐蝕性和高溫強(qiáng)度，在航天、造船、化工等方面的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。雖然鈦制設(shè)備的一次性投資巨大， 但設(shè)備的可靠性和使 用壽命大大提 高， 經(jīng)濟(jì)效益明顯。 目前， 鈦合金管越來(lái)越多地應(yīng)用到各種行業(yè)，如石油、化工、能源等行業(yè)，作為艦船設(shè)備和海水淡化技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用材料。鈦及鈦合金的焊接性和焊接工藝發(fā)展的研究工作得到了廣泛的重視。
我國(guó)鈦工業(yè)在過(guò)去幾十年的發(fā)展過(guò)程中 ，取得了很大進(jìn)展。相關(guān)部門(mén)對(duì)鈦及鈦合金應(yīng)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)及研究相當(dāng)重視，特別是船用鈦合金的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于鈦合金的消耗比重大大的增加了。目前 ， 我國(guó)已使用的船用鈦合金包括TA2,TA16和TA17等，在船舶上得到了一定程度的應(yīng)用。關(guān)于這些鈦合金產(chǎn)品性能研究大部分停留在基本性能的研究，例如拉伸、彎曲等，缺乏能夠深入評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)，此外，鈦合金管道方面的研究也少有報(bào)道，需要對(duì)鈦合金科研繼續(xù)投入資金，開(kāi)展低成本的技術(shù)研究，在保證產(chǎn)品擁有良好性能的同時(shí)，能進(jìn)一步降低產(chǎn)品的加工及制造成本，同時(shí)要在特定的海洋環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)研究，積累更多的數(shù)據(jù)用來(lái)支撐鈦合金工藝改進(jìn)。
1、鈦及鈦合金在艦船領(lǐng)域的應(yīng)用
艦船性能的優(yōu)異標(biāo)志著海軍戰(zhàn)斗力強(qiáng)度的高低，艦船是海上運(yùn)輸和戰(zhàn)斗的平臺(tái)， 是海軍最為重要的裝備。因此， 制作軍艦的材料性能要非常好， 在降低服役成本的同時(shí)，保證艦船系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，增強(qiáng)艦船的作戰(zhàn)能力。鈦合金優(yōu)異的機(jī)械性能、耐腐蝕性、耐沖刷腐蝕性和較高的強(qiáng)度等特點(diǎn)，被應(yīng)用在艦船上，用來(lái)提高艦船的可靠性和有效性 ，實(shí)現(xiàn)減重和增載。 目前，已經(jīng)有大量艦船中管道材料使用經(jīng)驗(yàn)可以證明，傳統(tǒng)材料的使用壽命是有限的，鋼管材料制作的管道， 使用壽命僅為1~2年， 銅鎳合金材料制作的管道 ， 使用壽命為6~8年，而鈦合金材料制作的管道，使用壽命在40年以上。
美國(guó)的登陸船、氣墊船 ( LVCA) 、水陸兩棲強(qiáng)擊登陸船( LHD) 、快速作戰(zhàn)軍需品補(bǔ)給船 (AOE-6) 、雙層殼體監(jiān)視船(SWATH T-GOS19) 、海岸探測(cè)船(MHC-51 )和導(dǎo)彈驅(qū)逐艦 (DDG-51)等, 艦船上的的海水冷卻系統(tǒng)、海水系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件、緊固件等，均使用性能高的鈦合金。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展， 中國(guó)船用鈦合金水平大大的提高，形成了獨(dú)立艦船用的鈦合金體系，對(duì)不同艦船的不同強(qiáng)度要求，不同強(qiáng)度的鈦合金被用于不同部位，主要用于船舶動(dòng)力工程中的耐熱耐蝕部件和船用特種機(jī)械。鈦合金廣泛用于艦船，包括船體結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和特殊設(shè)備等。可以說(shuō)鈦合金材料可用于除船舶附件和艙室設(shè)施之外的所有大型設(shè)備和部件。
2、鈦及鈦合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
鈦及鈦合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛，因?yàn)殁伒膹椥阅Ａ颗c人體組織最接近，多用作人體硬組織修復(fù)材料，并且由于具有優(yōu)良的生物相容性和耐腐蝕性， 人體在植入鈦合金制作的金屬體后可以減輕與骨組織之間的排斥性。研究發(fā)現(xiàn)一種多孔鈦金屬材料, 因其具有質(zhì)量輕和比表面積大，被視為人體植入的最佳材料。 作為人體植入的 多孔鈦材料有以下三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：
1）獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)能夠促使新生的組織長(zhǎng)入到植入體孔隙，使植入體與人體新生組織連接在一起并 最終形成一個(gè)整體；
2）多孔結(jié)構(gòu)能使人體吸收的營(yíng)養(yǎng)在孔隙中傳送，使得組織直接吸收，加快傷口愈合；
3）通過(guò)改變孔隙率改變多孔鈦和鈦合金的抗壓度和彈性模量等， 使得多孔鈦力學(xué)性能與人骨骨骼相當(dāng)。通過(guò)粉末燒結(jié)的方法制備出的多孔鈦其孔隙率一般在10%~80%, 抗壓強(qiáng)度通常小于350MPa, 彈性模量在約12GPa , 孔徑通常在準(zhǔn)100~準(zhǔn)500μm, 孔徑尺寸適合人體攝入的營(yíng)養(yǎng)成分吸收。使用等離子燒結(jié)法制備出一種生物醫(yī)用的多孔鈦材料，其孔隙率為50%~70%,孔徑一般在準(zhǔn)100~準(zhǔn)300μm、抗壓強(qiáng)度通常為24~69MPa、彈性模量在1.0~1.3 GPa。改進(jìn)粉體熔化發(fā)泡的方法，制備了總孔率高達(dá)90%的泡沫鈦合金。鈦材料的主孔為毫米級(jí)的球形孔，大量的微孔分布在孔壁上。目前，泡沫鈦的研究主要是鈦合金多孔植入材料，而對(duì)工程結(jié)構(gòu)材料的研究相對(duì)較少140。 在性能研究中，主要是植入鈦的生物性能, 關(guān)于胞狀泡沫鈦機(jī)械性能研究很少，此外，制得的樣品孔隙率不是太高，通常小于75% 。
3）鈦及鈦合金在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用
在1949年的美國(guó)， 道格拉斯飛機(jī)公司從雷明頓武器公司訂購(gòu)了第一批實(shí)際用于飛行目的鈦合金。20世紀(jì)50年代，Rem-Cru開(kāi)發(fā)了第一種β鈦（Ti-l3V-llCr-3Al) , 這種高強(qiáng)度可熱處理合金已廣泛應(yīng)用于SR71高速預(yù)警飛機(jī)。20 世紀(jì)50年代后期，美國(guó)鈦合金應(yīng)用從航空領(lǐng)域轉(zhuǎn)向?qū)楊I(lǐng)域。后來(lái)， 在20世紀(jì)60年代， 鈦又被廣泛用于非軍用的發(fā)動(dòng)機(jī)和寬體噴氣式飛機(jī)。
鈦及鈦合金精密鑄件的使用取得了令人滿(mǎn)意的經(jīng)濟(jì)效益，鈦合金鑄件質(zhì)量不斷的提高， 在20世紀(jì)80年代~90年代， 歐美飛機(jī)鈦及鈦合金鑄件的應(yīng)用數(shù)量顯著增加。隨著鈦及鈦合金鑄件在飛機(jī)上的普及， 許多結(jié)構(gòu)件也開(kāi)始使用鈦合金。波音飛機(jī)上CF6-80發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝吊架 ， 就是一個(gè)具有大應(yīng)力條件的結(jié)構(gòu)件，Ti-6Al-4V合金鑄件現(xiàn)已使用，狀況良好。
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