鈦由于質(zhì)量輕,比鋁合金強(qiáng)度高,能在高溫下保持比鋁為高的強(qiáng)度而受到航空工業(yè)的高度重視。鑒于鈦的密度為鋼的57%,其比強(qiáng)度(強(qiáng)度/重量比或強(qiáng)度/密度比皆稱比強(qiáng)度)高,抗腐蝕、抗氧化、抗疲勞能力均強(qiáng),鈦合金的3/4用作以航空結(jié)構(gòu)合金為代表的結(jié)構(gòu)材料,1/4主要用作耐蝕合金。
鈦棒的耐熱性很好,熔點(diǎn)高達(dá)1725℃。在常溫下,鈦可以安然無恙地躺在各種強(qiáng)酸強(qiáng)堿的溶液中。就連最兇猛的酸——王水,也不能腐蝕它。鈦不怕海水,有人曾把一塊鈦沉到海底,五年以后取上來一看,上面粘了許多小動(dòng)物與海底植物,卻一點(diǎn)也沒有生銹,依舊亮閃閃的。鈦合金有低強(qiáng)高塑性、中強(qiáng)和高強(qiáng)之分,為200(低強(qiáng))~1300(高強(qiáng))兆帕,但大體上可以把鈦合金看作是高強(qiáng)合金。它們比被認(rèn)為是中強(qiáng)的鋁合金的強(qiáng)度為高,在強(qiáng)度上已完全可以取代某些型號(hào)的鋼材。與鋁合金在150℃以上的溫度下強(qiáng)度迅速下降相比,某些鈦合金在600℃仍能保持良好的強(qiáng)度。鈦耐腐蝕,所以在化學(xué)工業(yè)上經(jīng)常要用到它。過去,化學(xué)反應(yīng)器中裝熱硝酸的部件都用不銹鋼。不銹鋼也怕那強(qiáng)烈的腐蝕劑——熱硝酸,每隔半年,這種部件就要統(tǒng)統(tǒng)換掉?,F(xiàn)在,用鈦來制造這些部件,雖然成本比不銹鋼部件貴一些,但是它可以連續(xù)不斷地使用五年,計(jì)算起來反而合算得多。
鈦的最大缺點(diǎn)是難于提煉。主要是因?yàn)殁佋诟邷叵禄夏芰O強(qiáng),可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此,不論在冶煉或者鑄造的時(shí)候,人們都小心地防止這些元素“侵襲”鈦。www.chattanoogadent.com在冶煉鈦的時(shí)候,空氣與水當(dāng)然是嚴(yán)格禁止接近的,甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因?yàn)殁仌?huì)從氧化鋁里奪取氧?,F(xiàn)在,人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體——氦氣或氬氣中相作用,來提煉鈦。人們利用鈦在高溫下化合能力極強(qiáng)的特點(diǎn),在煉鋼的時(shí)候,氮很輕易溶解在鋼水里,當(dāng)鋼錠冷卻的時(shí)候,鋼錠中就形成氣泡,影響鋼的質(zhì)量。所以煉鋼工人往鋼水里加進(jìn)金屬鈦,使它與氮化合,變成爐渣一—氮化鈦,浮在鋼水表面,這樣鋼錠就比較純凈了。
鈦及
鈦合金的主要消費(fèi)領(lǐng)域首先是航空工業(yè)。20世紀(jì)80年代,美國(guó)航空工業(yè)用鈦占鈦材總用量的74.8%,俄羅斯、英國(guó)等也主要用于航空工業(yè),日本90%的鈦材用于民用工業(yè)。近年來,
鈦材在非航空航天工業(yè)中的應(yīng)用不斷增加,航空航天仍居“主打”地位。從1952年鈦在道格拉斯DC-7班機(jī)上用作發(fā)動(dòng)機(jī)短艙和隔火壁開始,至今許多飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件均已使用鈦合金制造。在波音757、超音速SR-71黑鳥、F-22噴氣戰(zhàn)斗機(jī)、空間衛(wèi)星和導(dǎo)彈上,鈦零件都起到極為關(guān)鍵的作用。如飛機(jī)內(nèi)的風(fēng)扇圓盤、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等均為鈦鑄件和鍛件制造。 當(dāng)超音速飛機(jī)飛行時(shí),它的機(jī)翼的溫度可以達(dá)到500℃。如用比較耐熱的鋁合金制造機(jī)翼,一到二三百度也會(huì)吃不消,必須有一種又輕、又韌、又耐高溫的材料來代替鋁合金乙鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經(jīng)得住零下一百多度的考驗(yàn),在這種低溫下,鈦仍然有很好的韌性而不發(fā)脆。利用鈦和鋯對(duì)空氣的強(qiáng)大吸收力,可以除去空氣,造成真空。比方,利用鈦制成的真空泵,可以把空氣抽到只剩下十萬萬萬分之一。