鈦金屬和鈦合金應(yīng)用

 鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、導(dǎo)熱率低、無(wú)毒無(wú)磁、可焊接、生物相容性好、表面可裝飾性強(qiáng)等特性，廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工、石油、電力、醫(yī)療、建筑、體育用品等領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。

汽車行業(yè)

降低燃油消耗、減少有害廢棄物（CO2、NOX 等）排放已經(jīng)成為汽車行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的主要?jiǎng)恿头较蛑弧Ｑ芯勘砻?，輕量化是實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料、減少污染的有效措施。汽車的質(zhì)量每降低10%，燃料消耗可節(jié)省8%-10%，廢氣排放可減少10%。在駕駛方面，汽車輕量化后加速性能提高，車輛控制穩(wěn)定性、噪音、振動(dòng)方面也都有改善。從碰撞安全性考慮，汽車輕量化后，碰撞時(shí)慣性小，制動(dòng)距離減少。

汽車輕量化的首選途徑就是用高比強(qiáng)度的輕質(zhì)材料，如鋁、鎂、鈦等替代傳統(tǒng)的汽車材料（鋼鐵）。2009年全球汽車用鈦量已達(dá)3000噸。鈦在賽車上的應(yīng)用已有許多年的歷史目前賽車幾乎都使用了鈦材，日本汽車用鈦已超過(guò)600噸，隨著全球汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車用鈦還在快速增加。

 汽車使用鈦的優(yōu)點(diǎn)有：減輕重量，降低燃料消耗；改善動(dòng)力傳輸效果，降低噪音；減少振動(dòng)，減輕部件載荷；提高車的持久性及環(huán)境保護(hù)。

醫(yī)療行業(yè)

鈦在醫(yī)療領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。鈦與人體骨骼接近，對(duì)人體組織具有良好的生物相容性、無(wú)毒副作用。人體植入物是與人的生命和健康密切相關(guān)的特殊的功能材料。同其它金屬材料相比較，使用鈦及鈦合金的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：1 質(zhì)輕；2 彈性模量低；3無(wú)磁性；4 無(wú)毒性；5 抗腐蝕性；6 強(qiáng)度高、韌性好。外科植入物中的鈦合金用量正以每年5%-7%的速度增長(zhǎng)。采用鈦及鈦合金制造的股骨頭、髖關(guān)節(jié)、肱骨、顱骨、膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、掌指關(guān)節(jié)、頜骨以及心辨膜、腎辨膜、血管擴(kuò)張器、夾板、假體、緊固螺釘?shù)壬习俜N金屬件移植到人體中，取得了良好的效果，被醫(yī)學(xué)界給予了很高的評(píng)價(jià)。

 化工行業(yè)

 鈦具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和工藝性能，被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)許多部門。特別是在化工生產(chǎn)中，用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料。這對(duì)增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少消耗，降低能耗，降低成本，防止污染，改善勞動(dòng)條件和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面都有十分重要的意義。

鈦金屬已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一，并在化工裝置中已確立了他的耐腐蝕地位。作為化工設(shè)備中的理想材料，鈦也愈來(lái)愈引起工程技術(shù)人員的重視。

經(jīng)過(guò)多年的推廣，鈦及其合金已作為一種優(yōu)異的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料在化工生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。目前鈦設(shè)備的應(yīng)用已從最初的純堿與燒堿工業(yè)擴(kuò)展到氯酸鹽、氯化銨、尿素、有機(jī)合成、染料、無(wú)機(jī)鹽、農(nóng)藥、合成纖維、化肥、和精細(xì)化工等行業(yè)，設(shè)備種類已從小型、單一化發(fā)展到大型、多樣化。

調(diào)查結(jié)果表明鈦換熱器占57%，鈦陽(yáng)極占20%，鈦容器占16%，其他占7%。在化學(xué)工業(yè)中以“兩堿”為主，化工設(shè)備中鈦換熱器用量最大。

近年來(lái)，我國(guó)鈦材的生產(chǎn)技術(shù)提高迅速，航空航天用鈦，軍事用鈦，汽車用鈦等增長(zhǎng)都很迅速，尤其是航空航天領(lǐng)域，有趕超化工用鈦的趨勢(shì)?？傮w而言，化工用鈦的技術(shù)含量小，產(chǎn)品附加值低，化工用鈦比例不可避免會(huì)逐步下降。

海洋工程

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和陸地資源日趨枯竭，人類開(kāi)發(fā)利用海洋已經(jīng)提到日程上來(lái)了。鈦對(duì)于海水有優(yōu)異的耐蝕性能，大量運(yùn)用于海水淡化、艦船、海洋熱能開(kāi)發(fā)和海底資源開(kāi)采等領(lǐng)域。

早在20世紀(jì)60年代，我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)鈦及鈦合金在船舶及海洋工程裝備上的應(yīng)用研究，并做了大量工作，已基本形成了牌號(hào)較多、性能各異、品種規(guī)格齊全的船用鈦合金體系。由于鈦及鈦合金自身所具備的特性，使其在艦船以及海工裝備的應(yīng)用上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，因而被廣泛應(yīng)用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船、掃雷艇以及螺旋槳推進(jìn)器、海水管路、冷凝器、熱交換器等。

在艦船應(yīng)用方面，目前我國(guó)艦船用鈦量非常少，占船舶總重量的比例不超過(guò)1%，艦船及海工裝備用鈦及鈦合金領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮?。此外，在海水淡化以及濱海電站方面，由于我國(guó)目前海水淡化以及濱海電站市場(chǎng)需求巨大，在進(jìn)一步降低鈦合金成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的情況下，鈦的市場(chǎng)應(yīng)用前景將非常廣闊。

日常生活

鈦在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，可謂無(wú)處不在，例如高爾夫球頭、自行車車架、網(wǎng)球拍、輪椅、眼鏡架等都會(huì)應(yīng)用到鈦。

鈦以其輕質(zhì)、強(qiáng)度高的特性在體育用品中的應(yīng)用，從最早的網(wǎng)球拍、羽毛球拍逐步擴(kuò)展到了高爾夫球頭、球桿以及賽車等。2008年我國(guó)體育休閑占總消費(fèi)量的13%，其中僅高爾夫球頭和球桿的用鈦量就超過(guò)了1000噸。鈦合金做成的自行車車架也頗受歡迎，目前有近50價(jià)公司生產(chǎn)鈦?zhàn)孕熊?，美?guó)早已是最大的鈦?zhàn)孕熊嚿a(chǎn)商和消費(fèi)國(guó)。鈦輕質(zhì)的特點(diǎn)也應(yīng)用到眼鏡架中，而且鈦又不易與皮膚發(fā)生過(guò)敏，并且鈦表面經(jīng)陽(yáng)極處理可有絢麗色彩，因此從20世紀(jì)80年代初就開(kāi)始應(yīng)用于鏡架中。

近幾年，鈦在人類日常生活中的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展，且發(fā)展速度很快，應(yīng)用技術(shù)也更趨成熟、完善。在鈦的日常生活品應(yīng)用方面，美國(guó)和日本走在前面。