Оглавление
  1. Титановый и титановый сплав в аэрокосмическом секторе
  2. Титановый и титановый сплав в медицинском секторе
  3. Титановый и титановый сплав в химической обработке
  4. Титановый и титановый сплав в морской технике
  5. Титановый и титановый сплав в автомобиле

Титановый и титановый сплав в аэрокосмическом секторе

Раннее применение титана в аэрокосмической разработке

Титановый сплав Материалы, используемые в авиации и аэрокосмической промышленности, известный как отливки титановых сплавов, иметь обширные применения. К ним относятся суставы, заклепки, и отливать части. В производстве самолетов, Титановые сплавы в основном используются в компонентах компрессора двигателя, ракетная разработка, и определенные структурные части оружия. К середине 21-го века, Титан и его сплавы широко использовались в общих промышленных областях.

Инновации в авиационных рамах с титановыми сплавами

Титановый сплав - это новый и значимый структурный материал в аэрокосмической промышленности. Его плотность и рабочая температура лежат между алюминиевыми и стальными, Но у него более высокое соотношение прочности к весу превосходную коррозионную стойкость к морской воде, и превосходная низкотемпературная производительность.

  • 1960S В дальнейшем: Использование титановых сплавов расширилось от заднего фюзеляжа до середины фюзеляжа, Частично заменяя конструкционную сталь на производство критических компонентов с нагрузкой, таких как переборки, балки, и трещины.
  • Национальная оборона: С постоянным накоплением национальной обороны, Количество титанового сплава, используемого в военных самолетах, быстро увеличилось. Титановые сплавы теперь объясняют 20% к 25% общего веса самолетных конструкций.
  • Гражданские самолеты: Через некоторое время, Гражданские самолеты также начали широко использовать титановые сплавы. Например, Боинг 747 использует 3,600 кг титана.
  • Высокоскоростные самолеты: США. SR-72-серия высокая высота, Высокоскоростные разведывательные самолеты, который летит в Мах 3.0 и достигает высоты 26,200 метры, сильно полагается на титановые сплавы, придумывать 91% своего структурного веса, зарабатывая это прозвище “все-титаниум” самолеты.

Компрессоры из титанового сплава

  • Повышенные температуры: Когда соотношение аэро-инжининов утягивает к весу 4-6 к 8-10, Температура на выходе компрессора также увеличилась с 200 ° C-300 ° C до 500 ° C-600 ° C. Таким образом, Компрессорные диски с низким давлением, ранее сделанный из алюминия, Пришлось заменить сплавами титана.
  • Замена нержавеющей стали: Титановые сплавы использовались вместо нержавеющей стали для создания компрессоров и лезвий под высоким давлением, Уменьшение структурного веса самолета.
  • 1970S В дальнейшем: Титановые сплавы обычно составляют 20% к 30% структурного веса аэро-инжининов, В основном используется в компонентах компрессора, таких как кофема, компрессорные диски и лезвия, литые титановые компрессорные оболочки, промежуточные оболочки, и несущие корпусы.
  • Космический корабль: Титановые сплавы используются для их высокой прочности к весу, коррозионная стойкость, и низкотемпературные характеристики для производства сосудов под давлением, топливные баки, крепеж, Инструментальные полосы, рамы, и ракетные раковины. Листы сплавов титана также используются в сварных частях искусственных спутников, Лунные модули, Пилотируемый космический корабль, и космические шаттлы.

Применение титановых сплавных деталей

В аэрокосмической промышленности, Титановые сплавы используются в системах космических кораблей не только для их сильных структурных характеристик и превосходных физических свойств, но и для их легкой и точности.

  • Новые прядильные части: Качество и надежность новых титановых сплавных деталей требуют многочисленного экспериментального анализа данных. Из -за сложности формирования листов сплава титана, TC4 используется в качестве базового материала, Объединение обычных и мощных методов вращения для производства новых полусферических титановых сплавов.
  • Материалы: TC3 и TC4 также используются в качестве материалов для листов сплав титана, и горячее спиннинг используется для получения двух новых видов полушарии титановых сплавов.

Применение в двигателях газовых турбин

Еще одно крупное применение титановых сплавов в аэрокосмической промышленности - в производстве авиационных двигателей.

  • Текущее использование: Около трети структурного веса газовых турбинных двигателей, используемых в современных самолетах в Китае, состоит из титановых сплавов.
  • Ранние приложения: Еще в 1940 -х и 1950 -х годах, Страны промышленного развития, такие как Соединенные Штаты и Соединенное Королевство, применяли технологии титанового сплава для улучшения структурных компонентов реактивных двигателей во время раннего производства самолетов.
  • Начальные компоненты: Первыми компонентами двигателя титанового сплава были лопасти компрессора, Затем последовало быстрое развитие дисков компрессора титанового сплава. Настоящее время, Большинство лопастей вентилятора, используемых в реактивных двигателях, сделаны из новых титановых сплавов.

Применение высокотемпературных титановых сплавов

Из-за их сильной тепловой прочности и высокого соотношения прочности к весу, Высокотемпературные титановые сплавы широко используются в аэро двигателях.

  • Основное использование: Они в основном используются в вентиляторах двигателя, лезвия, точные инструменты, и навигационные устройства.
  • Замена суперсплавов на основе никеля: Замена существующих суперсплавов на основе никеля на титановые сплавы уменьшает структурный вес компрессоров 30% к 35%.
  • Комплексная система титановых сплавов: С годами, Для удовлетворения требований высокопроизводительных двигателей, Была разработана комплексная система титанового сплава.
Компоненты планераТитановые листы, Тарелки, Крепеж (болты, ореховой, винты), Оценка 2, Оценка 5
Реактивные двигателиТитановые трубки, Крепеж (болты, ореховой, винты), Оценка 5
Вертолетные лопасти ротораТитановые трубки, Оценка 5
Космический корабльТитановые листы, Тарелки
Материалы из титанового сплава в аэрокосмической промышленности

Титановый и титановый сплав в медицинском секторе

Искусственные суставы бедра

  • Описание:
    • Тип протезного сустава, предназначенного для имитации структуры бедра человека.
  • Компоненты:
    • Металлический стержень, вставленный в верхнюю часть кости бедра с металлическим шаром вверху.
    • Пластиковый розет.
  • Использование:
    • Широко используется с десятками тысяч пациентов, оснащенных этими суставами.
  • Материалы:
    • Обычно используется материал: Титановый сплав.
    • Методы производства:
      • Титановый сплав: Горячая изостатическая нажатия.
      • Кобальт-хромий-молибденовые сплавы: Кастинг.
      • Нержавеющая сталь: Ковкость.
    • Окончательные продукты обрабатываются и обработаны поверхностью.

Фарфоровые зубы титанового сплава

  • Описание:
    • Промежуточные материалы между фарфоровыми зубами драгоценного металла и фарфоровыми зубами никель-хромий сплав.
  • Преимущества:
    • Хорошая биосовместимость.
    • Прочная связь между титановым сплавом и керамикой.
    • Сопротивление скольжению и долговечности.
    • Обычно не вызывает обесцвечивания окружающих тканей.
  • Недостатки:
    • Внутренняя корона имеет серый металлический цвет.
    • Легкий голубоватый оттенок при определенных условиях освещения.
    • Менее эстетически приятный.

Титановые сплавы рамки

  • Преимущества:
    • Высокая сила.
    • Гладкая поверхность.
    • Износостойкость.
    • Коррозионная стойкость.
    • Постоянные возможности ремонта.
  • Состав:
    • Обычно содержит 46% титан.
    • Биосовместимость была сопоставима с 75% золотой сплав.
  • Приложения:
    • Быстрая восстановление функции жевания.
    • Минимальный дискомфорт и сильное удержание.
    • Подходит для фиксированных протезирования.
    • Идеально подходит для людей, чувствительных к никелевым ионам.
    • Широко используется в восстановлении передних зубов.

Применение титановых материалов в фармацевтической промышленности

  • Использование:
    • Производственные контейнеры, реакторы, и обогреватели.
  • Проблемы в производстве:
    • Оборудование часто контактирует с неорганическими кислотами, органические кислоты, и их соли.
    • Коррозионное повреждение и загрязнение ионов железа от стального оборудования влияют на качество продукции.
  • Решения:
    • Титановое оборудование предотвращает проблемы с коррозией и загрязнением.
    • Примеры: Пенициллин этерификационные чайники, Танки осахаривания, Хлорямфеникол фильма испаривания, Метаминальные реакторы, Metol Filters, диметилсульфат охладители, и фильтры растворов лекарств.
  • Преимущества:
    • Улучшение количества и качества решений лекарств.
    • Соответствие китайским стандартам фармакопеи.

Модификация поверхности медицинского чистого титана и титановых сплавов

  • Цель:
    • Чтобы улучшить устойчивость к износу, коррозионная стойкость, и биологические свойства (Биосовместимость и биологическая активность) имплантатов.
  • Проблемы:
    • Эластичный модуль титановых сплавов намного выше, чем у кости, вызывая механические несоответствия.
    • Различная композиция из натуральной кости.
  • Биосовместимость:
    • Хорошая биосовместимость без фиброзной инкапсуляции вокруг имплантата.
    • Интеграция с костью является более механической блокировкой, а не сильной химической связью.
Медицинский (имплантаты)Титановые стержни, Батончики, Сплавы (Оценка 5 предпочтительный), Оценка 5
Медицинский (инструменты)Титановые стержни, Батончики
Типы титановых материалов, используемых в этой области

Титановый и титановый сплав в химической обработке

Применение титана в индустрии удобрений

  • Производство мочевины:
    • Коррозийная среда: Аммоний карбамат, Избыток аммиака, мочевина, и вода при высоких температурах и давлениях.
    • Требуемое оборудование: Титан используется для оборудования высокого давления, такого как синтезовые башни, Стриптизерши, и сепараторы первой стадии в контакте с расплавленной мочевиной из-за превосходной устойчивости к локализованной коррозии по сравнению с нержавеющей сталью.
    • Пример: Башни для скидки мочевины являются одними из тяжелых титановых оборудования, разработанных и изготовленных внутри страны.
  • Комбинированное производство щелочи:
    • Коррозийная среда: Раствор хлорида высокого концентрации высокой концентрации.
    • Требуемое оборудование: Только титан может эффективно решить проблемы с коррозией в комбинированном производстве щелочи, где защита от покрытия неадекватна.
    • Приложения: Титановые и титановые сплавы используются для клапанов, пружины в химических установках, таких как компрессоры высокого давления для водорода и азота, и анодные материалы для электрохимической катодной защиты для повышения устойчивости к коррозии и продолжительности жизни.

Применение титана в индустрии хлор Алкали

  • Коррозионная стойкость: Исключительная устойчивость титана к мокрому хлору газу, хлориды, и хлорсодержащие решения, Без ямки или коррозии стресса, делает его неоценимым в производстве хлор Алкали.
  • Ключевое оборудование:
    • Мокрый хлор кулеры
    • Металлические аноды в электролизерах
    • Дехлорирование башни нагревательные трубки
    • Насосы и клапаны для вакуумного дехлорирования хлора, содержащего рассол
  • Выгода: Титан решал давние проблемы с коррозией на растениях хлор-алкали, сделать эту отрасль одним из крупнейших пользователей титанового оборудования.

Применение титана в индустрии синтетических волокон

  • Коррозийная среда: Процессы, включающие галогенные соединения (хлориды, бромиды) в качестве катализаторов или промежуточных.
  • Требуемое оборудование: Титан используется для ключевого оборудования для борьбы с тяжелой коррозией.
  • Примеры:
    • Окислительные башни при производстве полиэстера
    • Фотохимические реакторы в производстве ε-капролактама
    • Промежуточные обогреватели в гидролизе нарушения
    • Гидроксиламиновые теплообменники
    • Реакторы окисления при производстве винилацетата

Применение титана при производстве красителей и пестицидов

  • Коррозийная среда: Различные кислоты и щелочи во время производства красителей, пестициды, и промежуточные.
  • Требуемое оборудование: Титановые и титановые сплавы используются для преодоления тяжелой коррозии оборудования, уменьшить частоту технического обслуживания, и продлить срок службы.
  • Примеры:
    • Азеотропные башни и испарители в производстве малеинового ангидрида
Химическая обработкаТитановые листы, Тарелки, Трубки, Трубы, Катушки, Фольга, Фланцы, Фитинги, Гртипад 2
Общие типы титановых материалов, используемых в этой области

Титановый и титановый сплав в морской технике

Давления корпус

  • Высокая специфическая сила: Титановые сплавы являются предпочтительным материалом для глубоководных корпусов давления оборудования из-за их высокой удельной прочности, Отличная коррозионная стойкость, и немагнитные свойства.
  • Раннее усыновление: Россия была первой страной, которая использовала корпус давления сплав в титановом сплаве на ядерных подводных лодках, с “Альфа” и “Тайфун” класс подводных лодок широко использует титан.
  • Китайские инновации: Китай независимо развивался “Цзяолонг” Пилотируемый погружение также использует титановый сплав для своего давления в корпусе, подчеркивая критическую роль Титана в глубоководных разведке.

Двигатель системы

  • Коррозионная устойчивость к усталости: Хипеллеры сплавов титановых сплавов идеально подходят для судов из -за их высокой прочности усталости и кавитации с высокой коррозией.
  • Историческое использование: С 1960 -х годов, Такие страны, как Россия и Великобритания, использовали пропеллеры из титанового сплава на кораблях. Экспериментальные подводные лодки военно -морского флота США и крупные военные лодки с наворотами также приняли титановые сплавные пропеллеры.
  • Применение двигателя: Титановые сплавы используются в судовых двигателях и водных двигателях. Например, Российские ядерные ледоколы используют паровые двигатели с титановыми сплавами, в то время как экспериментальная лодка SES-100A и Япония “PT-10” Торпедо лодок Использование валютных двигателей, изготовленных из промышленных чистых титановых и титановых сплавов.

Насос, Клапаны, и трубопроводы

  • Морская среда. Проблемы: Корочные насосы, клапаны, трубопроводы, и аксессуары сталкиваются с суровыми морскими условиями.
  • Требования материала: Из -за медных сплавов’ восприимчивость к коррозии в морской среде, Титановые сплавы являются идеальной заменой.
  • Долговечность и эффективность: Использование титановых сплавов для этих компонентов значительно увеличивает срок службы и эффективность трубопровода корабль..

Акустические устройства

  • Sonar Systems: Титановые сплавы используются для производства акустических устройств, таких как Sonar Systems из -за их низкой плотности, Низкая скорость звука, и отличные акустические импедансные свойства.
  • Улучшенное обнаружение: Эти свойства повышают точность обнаружения и чувствительность акустических устройств.

Электронные информационные системы

  • Компонент долговечность: Титановые сплавы играют жизненно важную роль в электронных информационных системах корабля, используется для изготовления корпусов, радиаторы, и другие части.
  • Стабильная операция: Эти компоненты обеспечивают стабильную работу электронного оборудования в суровых морских средах.

Структурные материалы

  • Высокая удельная сила и легкий вес: Титановые сплавы идеально подходят для конструкционных материалов судов из -за их высокой удельной прочности и легких свойств.
  • Структурные применения: Они могут быть использованы для производства корабельной рамки, палубы, и компоненты корпуса, Эффективное снижение общего веса корабля и повышение эффективности навигации.
Морская инженерияТитановые листы, Тарелки, Стержни, Батончики, Трубки, Трубы, Фланцы, Фитинги, Оценка 2
Типы титановых материалов

Титановый и титановый сплав в автомобиле

Титановые сплавные двигатели соединяют шатуны

  • Легкий: Использование титанового сплава для соединительных стержней очень рационально из -за его легких свойств. По сравнению со стальными шатунами, Титановые сплавные стержни могут уменьшить вес на 15%-20%.
  • Ранние последователи: Ferrari 315LV8 был первым автомобилем, использующим сплав титана.

Двигатели клапаны

  • Легкий и долговечный: Клапаны двигателя титанового сплава легче, иметь более длительный срок службы, и может снизить расход топлива.
  • Сравнение со сталью: Титановые сплавные клапаны уменьшают массу примерно на 30%-40% по сравнению со сталью, позволяя максимальному обороне двигателя увеличиваться приблизительно 20%.

Клапан пружинные фиксаторы

  • Сила и устойчивость к усталости: Высокая прочность и усталостная стойкость титанового сплава делает его идеальным для фиксаторов пружины клапанов.
  • Снижение веса: Фиксаторы титановых сплавов 30%-40% легче, чем сталь, Уменьшение массы инерции клапана сборки и увеличение максимального оборотного оборота двигателя.

Titanium Alloy Springs

  • Эластичный модуль: Titanium Alloy Springs имеют более низкий модуль упругости, чем стальные пружины.
  • Экономия пространства и веса: Они обеспечивают ту же эластичность только в 40% высоты и 30%-40% веса стальных пружин, Предлагая больше пространства для дизайна и более длительного срока службы.

Турбокомпрессоров роторы

  • Теплостойкость и механизм: Роторы турбокомпрессоров титанового сплава хорошо работают при высоких температурах и легко изготавливаются.
  • Высокотемпературная производительность: Эти роторы работают эффективно при температуре до 850 ° C, демонстрируя возможности сплавов титана.

Выхлопные системы и глушители

  • Производительность и продолжительность жизни: Выхлопные системы титанового сплава повышают производительность, долговечность, и эстетика при повышении эффективности сжигания топлива.
  • Снижение веса: Системы выхлопных газов титана приблизительно 40% легче, чем сталь, уменьшение веса автомобиля примерно на 5 килограммы.

Автомобильная рама

  • Высокая сила и прочность: Некоторые титановые сплавы идеально подходят для кадров транспортных средств из -за их высокой прочности и прочности.
  • Усовершенствованный опыт вождения: Японские производители используют титан для кадров транспортных средств, чтобы обеспечить лучший опыт вождения.

Кольцевые болты с сплавным сплавом титана

  • Легкий и сильный: Необходимо для модифицированных колесных центров, Болты из титанового сплава легче и сильнее стальных болтов.
  • Эстетическая привлекательность: Их уникальный блеск усиливает внешний вид колесных центров.

Другие компоненты титанового сплава

  • Разнообразные приложения: Титан также используется в различных других компонентах, включая:
    • Руки двигателя
    • Пружины подвески
    • Двигатели поршневые булавки
    • Крепеж
    • Вешалка орехи
    • Дверные вторжения балки
    • Автомобиль подставки кронштейны
    • Тормозной суппорт поршня
    • Штифты
    • Пластины давления
    • Кнопки переключения передач
    • Сцепления дисков
Автомобиль (части)Стержни, Батончики, Трубки, Крепеж (болты, ореховой, винты), Сплавы, Оценка 5 (Для высоких частей)
Типы титановых материалов