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鈦合金在艦船工業(yè)中的應(yīng)用,主要利用其優(yōu)良的耐腐蝕性能,還有低密度、記憶性、無磁性等。鈦及鈦合金廣泛應(yīng)用于核潛艇、深潛器、原子能破冰船、水翼船、氣墊船、掃雷艇,以及螺旋槳推進(jìn)器、鞭狀天線、海水管路、冷凝器、熱交換器、聲學(xué)裝置、消防設(shè)備。鈦的導(dǎo)熱性和不銹鋼比較接近,大約是鋁的十四分之一,大約是鐵的五分之一,在汽車行業(yè)具有很大的運用潛力。
鈦是非常活潑的金屬,在液態(tài)下,和氧、氮、氫和碳的反應(yīng)相當(dāng)快,因此鈦合金熔煉必須在較高的真空度或惰性氣體(ar或ne)保護(hù)下進(jìn)行。熔煉用坩堝均采用水冷銅坩堝,具體的熔煉工藝主要有三種方式:(1)非自耗電極電弧爐熔煉 合金熔煉在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。該工藝主要為自耗電極熔煉制備電極。(2)真空自耗電極電弧爐熔煉 以鈦或鈦合金制成的自耗電極為陰極,以水冷銅坩堝為陽極。熔化了的電極以液滴形式進(jìn)入坩堝,形成熔池。
近年來,隨著科技的發(fā)展及生產(chǎn)的需要,相繼研究開發(fā)了熔煉鈦合金及其他活性金屬的新方法及裝備,主要有電子束爐、等離子體爐、真空感應(yīng)爐等,并獲得一定程度的應(yīng)用。但從耗電量、熔化速度、成本等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比來看,自耗電極電弧爐(含凝殼爐)熔煉仍是目前經(jīng)濟(jì)適用的熔煉方法。由于鈦元素的物理-化學(xué)特性,使得鈦合金的鑄造工藝,無論是造型材料率是工藝方法均有其獨特的要求和特點。
鈦合金是一種新型結(jié)構(gòu)材料,它具有優(yōu)異的綜合性能,如密度小(~4.5g·cm-3),比強度和比斷裂韌性高,疲勞強度和抗裂紋擴(kuò)展能力好,低溫韌性良好,抗蝕性能優(yōu)異,某些鈦合金的高工作溫度為550oC,預(yù)期可達(dá)700oC。因此它在航空、航天、化工、造船等工業(yè)部門獲得日益廣泛的應(yīng)用,發(fā)展迅猛.輕合金、鋼等的(σ0.2/密度)與溫度的關(guān)系,鈦合金的比強高于其他輕金屬、鋼和鎳合金,并且這一優(yōu)勢可以保持到500oC左右,因此某些鈦合金適于制造燃?xì)廨啓C(jī)部件。