小狮子1123
钛是一种化学元素，是世界上公认的无毒元素，化学符号Ti，是一种银白色的过渡金属，具有耐高低温、扛强酸碱、高强度、低密度等一系列特质，成为NASA同款火箭卫星专用材料，也被应用于我国的玉兔号、歼20、山东舰航母等超级项目。因其加工程序复杂，生产成本投入极高，价格昂贵。在上世纪80年代走入民用领域后，钛以其天然具有的抑菌性与亲生物性，一跃成为是食器界的“荣誉金属王”。从航天到民用，钛可谓是一个穿越古今，融合艺术与文化的时尚家伙。东京浅草寺的钛瓦、中国国家大剧院的钛屋顶、钢铁侠的战衣、特斯拉的车底都有钛的身影。那么在现实生活中，钛金属还有哪些应用案例呢？一．医疗用钛钛是世界上公认的无毒元素，美国权威机构——美国金属学会主编的《金属手册》中指出：“钛及其化合物，在生理上对人体几乎都是惰性的，钛金属是唯一对人的植物神经和味觉神经没有作用的金属。”“钛离子在人体内不随血液和体液转移。”由于钛及其合金的优异抗蚀性能、良好的力学性能，以及合格的组织相容性，在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近，对人体组织具有良好的生物相容性、无毒副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较，使用钛及钛合金的优势主要有以下几点：质轻；弹性模量低；无磁性；无毒性；抗腐蚀性；强度高、韧性好。外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。采用钛及钛合金制造的股骨头、髋关节、肱骨、颅骨、膝关节、肘关节、肩关节、掌指关节、颌骨以及心辨膜、肾辨膜、血管扩张器、夹板、假体、紧固螺钉等上百种金属件移植到人体中，取得了良好的效果，被医学界给予了很高的评价。二．生活用钛 钛锅钛锅是美味锅，化学性质极其稳定，甚至连“王水”都奈何不了它。钛锅在烹饪时不与食材发生化学反应，所以能保证食材的原汁原味。另外，钛锅是唯一可以用来熬中药的金属锅，这足以看出这种金属材质的安全无毒性。在美国和日本，人们称钛锅是美味锅，深受当地消费者的喜欢。而且钛的密度小，同尺寸的钛锅要远轻于不锈钢锅，使用方便、省力。 钛保温杯：目前市面上保温杯绝大多数为不锈钢材质，尽管不锈钢比其它金属耐锈蚀，但不锈钢中在使用过程中其组分中重金属元素会缓慢析出，在人体中慢慢累积，达到一定量就会危害人体健康。而钛则对人身体完全无害，绝对安全。正是由于钛的耐腐蚀性、健康性，使得它成为制作水杯的完美材质，能够适应不同温度下各种饮品的挑战。钛水杯有质轻、耐摔、耐高温、耐腐蚀、对人体无害等诸多优点。 钛自行车架：钛合金是航空航天产品中采用的高性能材料，具有卓越的金属材料性能，是目前国际上公认的生产各类比赛及休闲用高档自行车最先进、最理想的材料。钛合金突出的特点是重量轻，强度高，弹性好，抗冲击，疲劳性能好，耐腐蚀永不生锈。自行车特别是赛车要求重量轻、刚度好并且冲击性能好。重量轻可以提高速度，并在长距离运动时降低体力消耗；刚性好的自行车车架有利于驱动力的转换，并提高操纵性能；冲击吸收性好的自行车车架可以较好地减缓来自路面的冲击，从而减少车手的疲劳。钛餐具：钛的优秀的生物相容性，对人体彻底无毒、无害、不过敏，其外表经阳极氧化处置后，构成的氧化膜有抑菌、密度小、质轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等特点。钛可被制作成许多餐具，一般有钛筷子，钛勺，钛叉，钛碗，钛餐刀等。运用钛的特点结合特殊的物理化学表面着色工艺处理，使其具有独特的金属光泽，质地可以与银质餐具相媲美。钛制餐具既实用又可收藏，是馈赠亲友，居家使用之佳品。长久以来受到各界人士的高度青睐。 其它类：钛轻质又不易与皮肤发生过敏，并且钛表面经阳极处理可有绚丽色彩，因此可应用于各类饰品、眼镜架等产品中。钛以其轻质、强度高的特性在体育用品中的广泛应用，从最早的网球拍、羽毛球拍逐步扩展到了高尔夫球头、球杆以及赛车等。 
钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨，钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4)，Ti-5Al-5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20%～25%。70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数大于 5的飞机用钛主要是为了代替钢，以减轻结构重量。又如，美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3，飞行高度26212米)，钛占飞机结构重量的93%，号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300°C增加到500～600°C时，原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金，或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，以减轻结构重量。70年代，钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%～30%，主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。 详细的产品可以去寻材问料ap-里面了解
自1795年发现钛至今已有200多年的历史，但是由于钛的熔点高、化学性质十分活泼，塑性良好的纯钛很难制取；钛锭的冶炼需在真空中进行；制造工艺复杂，从而使得钛及其合金长期不能广泛用于工业生产。从20世纪50年代开始，由于航空航天技术的迫切需要，钛工业得到了迅速的发展。现在，钛及钛合金不仅是航空航天工业中不可缺少的结构材料，在造船、化工、冶金、医疗等方面也获得了广泛的应用[1]。 钛合金的应用决定于钛及钛合金的特点和对产品的要求。概括起来，钛及钛合金的特点有如下[1～4]。 ①钛的密度小、比强度高。钛的密度为4510kg／m^3，介于铝(2700kg／m^3)和铁(7600kg／m^3)之间。钛合金的比强度高于铝合金和钢。 ②钛合金的工作温度范围较宽，低温钛合金在-253℃还能保持良好的塑性，而耐热钛合金的工作温度可达550℃左右，其耐热性明显高于铝合金和镁合金，如果克服了550℃以上的氧化污染问题，其使用温度还可能进一步提高。 ③钛及钛合金还具有优良的抗蚀性，特别是在海水和海洋大气环境中抗蚀性极高，这使其在应用于舰艇和水上飞机上时具有很大的竞争优势；钛在各种浓度的硝酸、铬酸中都很稳定，温度升高，反应也慢。此外纯钛在碱溶液中和大多数有机酸和化合物中的抗蚀性也很高；而且，钛的腐蚀性能的突出特直是不发生居部腐蚀和晶间腐蚀，一般为均匀腐蚀。 ④钛的化学活性很高，极易受氢、氧、氮的污染，难以冶炼和加工，使得生产成本较高。 ⑤导热性差(只有铁的1／5，铝的1／3)，摩擦系数大(0．42)，抗磨性也较差，故在切削加工时，容易使工件及刀具温度升高，造成粘刀，降低刀具寿命，故切削加工性差。 ⑥弹性模量低，影响构件的刚度，也使细长构件的使用受到限制，不过在某些情况下，也可利用钛的σs／E比值大的特点制作弹性元件。 目前钛合金的主要用途可大致分为三类，即喷气发动机、航空构架和工量应用。 钛合金可分为两种主要类别：耐蚀合金和结构合金。耐蚀合金通常为单相。相并加有不多的固溶强化添加剂及。稳定元素，如钯和铝。这些合金用于化学、能源、造纸及食品加工工业以及生产高耐蚀性管材、热交换器、阀门外套及容器。除了极优越的耐蚀性外，单相。合金具有良好的焊接性能，易于加工制造，但强度相对较低。而结构合金可分为四种：近α合金、α+β合金、β合金以及钛铝金属间化合物[5]。1954年Ti-6A1-4V被采用，这个合金很快成为迄今为止最重要的钛合金，因为它有极佳的综合力学性能及良好的加工能力。在由美国主要钛生产厂家供应的市场中，耐蚀合金占总产量的25％，Ti-6Al-4V为60％，余下的15％则为其他结构合金。钛合金能达到令人满意的综合力学性能，因而使它们成为许多航空航天及商业应用的备选材料。但是，由于钛合金零件价格昂贵，限制了它们的应用范围。 在美国，钛合金主要应用于宇航领域；在日本，大部分钛用于非航空航天方面。目前，全世界约有30多个国家从事钛合金的研究和开发，其中美、俄两国研究钛合金历史较长，实力最强。表9—2为世界各国钛的消费结构比较，从消费结构上看，美国、西欧和俄罗斯，钛材的60％～70％用于航空航天领域，民用工业相对较少， 日本和中国则不同，民用工业领域里钛消费量约占85％—90％，航空航天领域约占10％～15％。 在每种市场中对钛合金产品的要求是基于特定用途的具体要求，例如，喷气式发动机的要求主要集中在高温抗拉强度、蠕变强度和高温下的稳定性，第二位的性能考虑则是疲劳强度和断裂韧性。航空构架则是要求高抗拉强度并结合有良好的疲劳强度和断裂韧性。制造构件的难易也是一个重要的考虑。工业应用则要求在各种介质中有良好的抗蚀性作为一基本考虑，并要求适当的强度、成形能力及相对于其他抗蚀合金有可以竞争的价格。
钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨，钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4)，Ti-5Al-5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。 钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，钛合金其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。 钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。钛合金1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加，达到飞机结构重量的20％～25％。70年代起，钛合金民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达3640公斤以上。马赫数小于 5的飞机用钛主要是为了代替钢，以减轻结构重量。又如，美国SR-71 高空高速侦察机(飞行马赫数为3，飞行高度26212米)，钛占飞机结构重量的93％，号称“全钛”飞机。当航空发动机的推重比从4～6提高到8～10，压气机出口温度相应地从200～300°C增加到500～600°C时，钛合金原来用铝制造的低压压气机盘和叶片就必须改用钛合金，或用钛合金代替不锈钢制造高压压气机盘和叶片，以减轻结构重量。70年代，钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20％～30％，主要用于制造压气机部件，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、铸钛压气机机匣、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机 也都使用钛合金板材焊接件。
