钛金属的工业用途有那些?
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发布时间：2024-10-22 06:23
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时间：2024-11-30 02:00
钛金属，作为新型材料，因其独特的物理和化学性质，在工业领域展现出广泛的应用。以下将详细探讨钛金属在工业用途中的几个关键方面。
首先，钛金属的比强度表现出色。相比于其他金属结构材料，钛合金的密度较低，仅为钢的60%，而其强度接近普通钢。在一些高强度钛合金中，其强度甚至超过了合金结构钢。因此，钛合金在制造零件时能实现单位强度高、刚性好、重量轻的目标。在航空航天工业中，飞机的发动机部件、骨架、蒙皮、紧固件以及起落架等关键部位都广泛使用钛合金。
其次，钛金属热强度高，能够在中等温度下保持所需的强度。在450～500℃的温度范围内，钛合金仍能保持高比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。因此，钛合金在高温应用中表现出色，最高工作温度可达500℃，而铝合金则限于200℃以下。
第三，钛金属的抗蚀性优异。在潮湿大气和海水介质中，钛合金的抗蚀性远优于不锈钢。它对点蚀、酸蚀、应力腐蚀具有很强的抵抗力，并且对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等具有优良的抗腐蚀能力。然而，钛对还原性氧及铬盐介质的抗蚀性较差。
此外，钛金属在低温下表现出良好的性能。间隙元素极低的钛合金，在-253℃下仍能保持一定的塑性。因此，钛合金也是重要的低温结构材料，适用于低温和超低温环境。
需要注意的是，钛金属的化学活性大，容易与大气中的O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生化学反应。在含碳量大于0.2%的钛合金中，会形成硬质TiC；温度较高时，与N作用形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛会吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量增加时，也会形成脆化层。这些反应产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15mm，硬化程度为20％～30%。同时，钛金属具有较强的化学亲和性，易与摩擦表面产生粘附现象。
最后，钛金属的导热系数小、弹性模量小。钛的导热系数约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50%。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，导致其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件。在切削过程中，加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，这会加剧刀具后刀面的摩擦、粘附、粘结磨损。
