,原因是我們的價格優(yōu)勢。
2、航天領域
鈦和鈦合金在火箭.導彈及宇宙飛船工業(yè)中
,可用于高壓容器,燃料貯箱
,火箭發(fā)動機及導彈殼體
。飛船艙蒙皮及結構骨架.主起落架.登月艙等。
目前世界上每年用于宇宙航行的鈦已經達到一千噸以上
。航天產品使用鈦量接近于航空
,美國航天飛機比普通軍用及民用飛機用鈦更多,美國哥倫比亞航天飛機的機身.發(fā)動機支架和發(fā)動機的壓氣機.垂直尾翼.升降舵輔助翼全部都是鈦材料制做的
。各個國家每年要發(fā)射許多火箭
,用于把各種人造衛(wèi)星送上天,火箭的發(fā)動機只是沒有飛機那樣大的骨架
,發(fā)動機的壓氣機也是大量選擇鈦材料
。據(jù)報道,國外的國際空間站上也廣泛選用鈦材料加工部件
?div id="jfovm50" class="index-wrap">!八恰碧栍钪骘w船的座艙用鈦168公斤,占其總重量的80%
,“阿波羅”飛船在托架.緊固體.夾具.機械艙.登月艙.液壓罐等器件總共用鈦1180Kg.全世界的導彈品種很多
,數(shù)量很大,無論是一般導彈還是洲際導彈
,每一個導彈不論大小也都有一個發(fā)動機
,它的葉片和發(fā)動機機身都是鈦材料的,它的燃料氧化劑箱也都是鈦制的,這要用多少鈦材料大家只能估計
,因為那個國家也不會公布它有多少枚導彈的
。

3、其他軍工領域
在海洋的腐蝕環(huán)境下
,軍艦和潛艇都廣泛的選用鈦材料
,例如潛艇的耐壓殼體.船舵,軸托架
,球閥.滅火泵.熱交換器.冷卻器
,船殼聲納導流罩,動力裝置的噴水推進系統(tǒng)的推進器和推進器軸
,.艦船管道系統(tǒng).鑄件等
。除了武器系統(tǒng)外很多地方都是鈦材料做成的。據(jù)報道
,俄羅斯生產的一種全鈦潛艇
,每艘用鈦達3000~3500噸,這種潛艇可以使?jié)撍疃确槐?div id="m50uktp" class="box-center"> ?div id="m50uktp" class="box-center"> ?梢栽谏钸_4500米的深海中航行。同時由于總重量下降就使速度大幅提高
。其他艦船上的一些設備如冷凝器.蒸汽發(fā)生器.閥門.大型法蘭.魚雷發(fā)射器.鞭狀天線.泵體等都使用鈦材料制造
。另外在炮筒.裝甲車.工兵裝備.新型戰(zhàn)車等部分裝置也有采用鈦材料的。例如現(xiàn)在的迫擊炮的底座就是鈦合金的
。
4、化工系統(tǒng)
在石油化工.化肥.酸堿.鈉.氯氣及海水淡化等工業(yè)中,鈦及鈦合金可用作制造熱交換器.反應塔.蒸餾器.洗滌塔.合成器.高壓釜.閥門.導管.泵.管道等
。
從用量來講
,化工系統(tǒng)是鈦行業(yè)在民用方面的一個大用戶,2007年全國10家大型鈦設備企業(yè)的產值就達13億6千181萬元
,由于鈦及鈦合金在許多酸
,堿,鹽類介質中具有優(yōu)異的耐蝕性
,同時具有重量輕
,比強度高等優(yōu)點,因此在化工
,石油
,海洋工程等領域被廣泛應用。雖然用鈦材成本要高一些
,但綜合壽命周期
,強度,環(huán)境影響這幾方面,使用鈦材還是劃算一些
,可以獲得顯著的經濟效益
。在化工領域主要有五個方面:
(1)純堿工業(yè)
純堿,學名是碳酸鈉
,它是基本的化工原料之一
,市場需求量很大。采用氨堿法或者聯(lián)合制堿法設備都會受到氯化鈉和氯化銨等介質的強烈腐蝕
,如果用鋼或者不銹鋼
,就得經常更換設備,經常停產維修
,損失很大,而用鈦材5年以上完好無損
,這個鈦材用的很值
。過去純堿工業(yè)用于冷卻結晶氯化銨母液的外冷器采用碳鋼材料,壽命只有1~4年
,而采用鈦材每年腐蝕率只有0.001mm/年
。至少可以用幾十年以上。
(2)氯堿工業(yè)
氯堿工業(yè)就是用咱們吃的食鹽通過電解生產出氫氧化鈉和氯產品
,如鹽酸和次氯酸鈉
。氫氧化鈉是造紙行業(yè)主要的原料,次氯酸鈉被廣泛的用在消毒的方面
。過去一直用石墨電極作為電解用的不溶性陽極
,在實際生產中出現(xiàn)了許多問題,比如
,由于石墨不耐高溫和鹽水腐蝕
,使得其使用壽命一般僅為4~9個月,也由于石墨陽極被腐蝕
,造成極距逐漸增大
,耗電量也就增大,另外由于石墨被腐蝕脫落
,進入堿液
,降低了堿液的質量。換成鈦陽極后
,耐高溫鹽水腐蝕
,導電性能優(yōu)良,極距變化很小
,槽電壓穩(wěn)定
,陽極使用壽命可以達到10年以上。而且堿液的質量有明顯的提高。綜合效益大幅提高
。(鈦陽極就是在鈦管里穿入與內徑一樣大的純銅棒
,用軋制的辦法再加工成各種形狀,截成一定長度
,再把一頭用鈦密封住就行了
。)所以在這個行業(yè)里都在大量使用鈦陽極。
(3)漂白粉行業(yè)
漂白粉是氯產品之一
,漂白粉在紡織印染行業(yè)大量使用
。生產漂白粉的設備由于要接觸濕氯氣,次氯酸根等強腐蝕介質
,因而腐蝕問題十分嚴重
,設備維修工作量很大,經常停產維修
,一般企業(yè)的開工率很低
,特別是反應塔的橫臂和刮板,腐蝕十分嚴重
。
使用了鈦橫臂和鈦刮板后
,運行情況良好,效果十分顯著
,取得了較好的經濟效益
,維修及更換設備的費用大幅降低,漂白粉產量明顯增加
。
(4)尿素工業(yè)
尿素是主要的化學肥料之一
,是一種優(yōu)質高效的氮肥。這幾年國內外尿素生產規(guī)模很大
,尿素合成塔的腐蝕問題很大
,過去使用不銹鋼材料制造合成塔,存在局部腐蝕問題
,而且使用溫度限制在190℃以內
,超過這個溫度腐蝕速度會成倍增加,這就限制了合成尿素的溫度
,是尿素的轉化率很低
,采用純鈦襯里的尿素合成塔,不但解決了腐蝕問題
,而且還使合成尿素的轉化率提高
。在尿素生產的設備里氣提塔,分解系統(tǒng)
,往復式高壓甲銨泵
,減壓閥等現(xiàn)在都用鈦材料制造
。
(5)其他化工
化工行業(yè)還有以內酰胺,順丁烯二酸酐
,丙烯
,丙酮,對苯二甲酸
,乙醛等很多的品種
,生產設備也廣泛用到鈦材料,主要是用鈦板和鈦管生產裝置中的反應釜
,和連接管道
。而且反應釜的使用壽命都是一定的 ,更新?lián)Q代也很頻繁
,有的反應釜個頭很大
,一個都有幾噸或者幾十噸重,另外
,在處理腐蝕性物質如硝酸.有機酸.鹽酸.硫化氫等時還大量使用了鈦容器.熱交換器.罐.攪拌器.冷卻器及管道系統(tǒng)
,所以全國的鈦行業(yè)的壓力容器廠家多的很,每年要消耗大量的鈦板和鈦管
。

5、鈦設備在石油工業(yè)中的應用
石油通過精煉生產出汽油
,柴油
,煤油等產品,但是原油中含有硫化物
,氯化物
,對設備腐蝕十分嚴重,尤其是石油精煉設備如初餾塔
,常壓塔頂部
,塔頂冷凝器采用鈦材制造的上述設備取得良好的效果,基本上解決了設備的腐蝕問題
。
煉油廠在催化裂化
,工藝水處理,加氫精制
,脫硫
,不飽和分離,氫提純
,重整
,管式蒸餾和聚合反應等工藝中廣泛的使用了鈦設備。
6、鈦設備在冶金工業(yè)的應用
隨著冶金工業(yè)的快速發(fā)展
,鈦材作為強度高
,耐腐蝕的結構材料得到了推廣和應用。在濕法冶金過程中
,由于設備接觸堿
,酸及各種腐蝕性強的氣體,煙塵
,傳統(tǒng)的鋁合金
,耐酸不銹鋼等材料不能滿足生產工藝的需要,限制了濕法冶金的發(fā)展
。鈦設備的使用
,對于提高生產效率,解決濕法冶金常見的跑
,冒
,滴,漏等現(xiàn)象及減少環(huán)境污染等方面具有重要的意義
。
(1)鈦設備在電解鎳生產中的應用
電解鎳生產中
,設備接觸含酸量很高的溶液和活性離子,而鈦的耐蝕性優(yōu)異
,因而成為制造電解鎳設備的理想材料
。
電解鎳生產中的陰極母板與不銹鋼母板相比具有更好的經濟效果和優(yōu)越的使用性能,如
,沉積鎳皮不易沾板
,剝離容易,剝離率提高
,鈦母板的始極片平整
,剛性好,電解時電流密度均勻等
。另外電解鎳生產設備中的加熱器
,泵,閥門等也大量使用了鈦材料
。
(2)鈦設備在電解銅生產中的應用
電解銅生產設備陰極輥原來都是用鋼陰極輥筒
,由于電解液的腐蝕,導致輥筒表面出現(xiàn)點蝕
,影響了銅箔的質量
,而且定期打磨輥筒也浪費了人力財力。使用了鈦輥筒后就解決了這些問題
。另外
,電解銅生產中的加熱器,陰極母板等大部分都是鈦材制造的
。
(3)其他金屬的濕法冶金
鈦設備還用于鈷
,鋅
,鋁,汞等冶煉
,鎢酸提純等
,冶金工業(yè)中主要設備有電解槽,反應器
,洗滌塔
,熱交換器,攪拌器
,蒸發(fā)裝置
,收塵裝置等等,均取得了顯著的效益
。國外還有用鈦泵輸送氯化物
,氯化鈉,氯化鉀
,稀鹽酸時
,泵的壽命比鑄鐵泵或不銹鋼泵提高5—20倍,液體損失減少五分之三
,氯化車間的鈦儲槽能使用3—4年
,而鋼制儲槽只能用2個月。
7、鈦設備在電力工業(yè)的應用
火電站和核電站的凝汽器是發(fā)電機組的重要設備
,主要是在沿海的電力工業(yè),這些企業(yè)要利用海水降溫凝汽
,而海水中含有大量的泥沙
,懸浮物質
,海生物
,和各種腐蝕性物質,在海水與河水交替變化的淡鹽水中的情況更為嚴重
。傳統(tǒng)的凝汽器是用銅合金管
,銅合金管在海水環(huán)境中被腐蝕的速率很高,經常遭到嚴重破壞
,凝汽器運行一年左右就腐蝕泄露
。我國早在上個世紀七十年代開始電站凝汽器用鈦管的研究,寶鈦集團承擔了冷軋薄壁無縫鈦管的研制任務
,所提供的鈦管在金山熱電廠
,鎮(zhèn)海電廠等凝汽器中使用后,取得了顯著的經濟效益
,鈦管比銅管在這相同的環(huán)境下壽命提高了4—6倍
,保證了電廠穩(wěn)定安全生產
。

8、鈦設備在海洋工程的應用
目前
,海洋工程用鈦已經成為鈦產品民用的一個重要領域
。
(1)海洋油氣開發(fā)
海上石油開采設備主要包括采油平臺和附屬設備,附屬設備有原油冷卻器
,升油管
,泵,閥
,接頭和夾具等
。這些設備都與海水及原油中的硫化物,氨
,氯等介質接觸
。由于鈦在這些介質中具有優(yōu)異的耐蝕性,所以早在70年代美國在其油田中就使用了鈦制造的近海石油平臺支柱
,同時用鈦制造了列管式換熱器和板式換熱器
。美國在北海油田鉆井平臺上使用了100個鈦熱交換器。
鈦鉆探管的使用壽命較長
,其重量僅為不銹鋼的一半
,而使用靈活性卻是不銹鋼的二倍, 使用壽命是不銹鋼的10倍
,在2000年就有美國的幾家公司把鈦鉆探管應用于海上采油
。
(2)海水淡化
早期的海水淡化裝置使用銅合金,碳素鋼等材料
,因為這些材料不耐海水腐蝕
,生產效率低,很快被耐海水腐蝕性能優(yōu)異的鈦材料所代替
。在海水淡化中
,鈦的主要應用是淡化裝置的加熱傳熱管,日本一家公司為沙特建造日產淡水3萬噸的蒸餾裝置10臺
,用鈦管3200噸
,平均日產1萬噸的裝置需要用鈦107噸,我國的天津
,山東等地已建或在建海水淡化工程用鈦量大約是250噸
。
(3)造船業(yè)
鈦及鈦合金在船舶中的應用十分廣泛,如船體結構件
,深海調查船和海洋熱能轉換
,海洋漁業(yè)。如現(xiàn)在沿海地區(qū)使用鈦金屬網進行人工養(yǎng)殖
,鈦金屬網在海上基本上不被腐蝕
,多年使用不用更換
。用鈦管制造的熱交換器給海水加溫,保證所養(yǎng)育的魚所需的溫度
。在海洋熱能轉換領域
,美國,日本的溫差發(fā)電站的主要設備蒸發(fā)器
,凝縮器及海水吸管
,環(huán)路系統(tǒng)等都使用了鈦制設備,均取得了良好的效果
。
9、醫(yī)學應用
醫(yī)學上的鈦的應用主要有兩個方面一是制藥,二是人體植入
(1)鈦設備在制藥工業(yè)的應用
在制藥生產過程中
,設備接觸鹽酸
,硝酸,醋酸
,硫酸及其鹽類和有機溶劑等介質
,設備腐蝕現(xiàn)象很嚴重。若經常停產維修
,就會影響生產
,況且設備的腐蝕會直接影響藥品的質量。所以現(xiàn)在許多制藥企業(yè)在制藥設備中的氣流干燥裝置
,管道
,螺旋加料機,加熱器
,旋風分離器的設備都選用鈦材料
,一方面腐蝕速率僅為0.008—0.003mm/a,最重要的是保證了藥品的質量不會因為設備的銹蝕而受到影響。
(2)鈦材料在人體上的應用
因為鈦具有較高的強度.較低的模量.以及良好的生物相容性
,現(xiàn)在已經成為醫(yī)療上常用人體骨骼替代材料
,用鈦制造髖關節(jié).肘關節(jié),骨螺釘.膝關節(jié).骨板.牙科植入件(也就是口腔醫(yī)院講的種植牙
,價格很高)
,義齒支架
,冠橋
,和正牙絲,外科器械.心律調節(jié)器盒等
。甚至現(xiàn)在發(fā)展到鈦合金精鑄假肢
。有的小孩牙齒長得不整齊需要矯正,口腔醫(yī)院就會用鈦鎳合金制成的記憶合金絲進行矯正
,有的人血管在某個部位狹窄
,醫(yī)生就會建議植入鈦材料做成的血管支架
,現(xiàn)在人從頭到腳都可以用鈦材料更換部件,美國有一個68歲的彼德.霍頓心臟有嚴重的疾病
,醫(yī)生為了挽救他的生命
,在他的心臟中安裝了一個鈦金屬設備,幫助他的心臟泵輸血液
,他靠這個裝置又活了七年半
,成為人造心臟活的最長的一個人。但是
,醫(yī)用鈦材在質量要求上是最嚴格最挑剔的
,特別是金相上的要求可以說是最嚴格的,比軍工要求還要高
。既不能有低倍上的偏析
,高倍的組織要求要很均勻。
10 、體育用品
咱們在電視上看到有的高收入人群打高爾夫球
,那個球桿上的擊球的頭部就是鈦合金制造的,咱們附近的
亞鈦用品廠就是專門生產高爾夫球桿上的擊球盒
,是鑄造方法生產的
。另外有全鈦自行車,鈦制羽毛球拍
,網球拍
,賽馬比賽騎手的坐鞍等。
11、汽車制造行業(yè)
由于鈦是一種質量輕
,高強度,高彈性
,耐蝕性好的材料
,應用在汽車上可以起到減重,節(jié)能
,減震
,降噪,減少污染
,延壽提高汽車安全性和舒適型的綜合作用
,是實現(xiàn)汽車輕量化的理想材料,只是由于鈦材料的高價格而不能廣泛的應用到普通汽車
,現(xiàn)在只是用在高檔車和賽車上
,目前公認的汽車可用鈦替代的零件主要有彈簧,連桿,氣門
,氣門座
,搖臂,排氣管
,消音器
,門鏡框,前擋板
,后擋板
,車門,門側蓋
,緊固件
,掛耳螺帽,車輪等
。美國和日本相繼在汽車上采用鈦材料
,早在1956年美國就制造出“火鳥2“型全鈦汽車,日本的三菱和本田公司相繼在一些高檔車和賽車上應用鈦材料替代鋼材料
,2006年奧迪美國公司就推出鈦版2006奧迪車
。
12、其他領域
最近美國一家摩托車公司推出一款全鈦車架和全鈦排氣筒的高檔摩托車
,車身重199.5公斤
,發(fā)動機是V2型,全球限量只有十臺
,每臺價格是27.5萬美元
。在美洲女性佩戴的首飾有COI鈦金手鏈,鈦金戒指
,鈦金耳環(huán)
,鈦金項墜,鈦金鉆石戒指
,現(xiàn)在國內生產的鈦金首飾也相當精美
。文化方面用鈦現(xiàn)在不是太多,只是在一些數(shù)碼相機
,筆記本電腦等高端產品的外殼有采用鈦材料的
。另外在建筑的屋頂上使用鈦材料的已經不少了,除了日本外
,咱們中國已經在國家大劇院首開先例了
。另外,在日用方面也有不少的新東西
,有鈦拐杖
,鈦茶葉盒,鈦餐具
,還有鈦制外殼的手表
,中國神五飛船上的楊立偉就是佩帶著鈦合金手表遨游太空21小時23分鐘。神六上的兩位宇航員戴的則是重量僅為94克采用鈦金屬材料制作的手表
,大大提高了表面硬度和耐腐蝕性能
,比鈦合金手表又上升了一個新的高度。這個工藝沒有報道過
,但很有可能使用離子氮化的辦法
。