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美国钛工业公司主要产品及其应用
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总部位于美国新泽西州的钛工业公司是世界著名的钛产品销售(批发)商。该公司在美国中西部、西部、南部、西南部以及加拿大、英国及台湾等地均设有分公司。
1.主要产品:
钛棒、坯料、厚板、薄板、锻件、管材、丝材、阀门、零部件、紧固件以及锻造扁坯等等。
2.应用
2.1航空应用
钛材的比强度高且具有优异的高温性能及耐腐蚀性能,因而广泛用于航空工业。钛材最主要用于温度高达1100 F的喷气发动机和飞机骨架部件以及一些重要的结构件。目前,钛材也用于一般商用飞机及军用飞机。
随着新合金的研制以及新的加工方法的开发,钛在飞机工业的应用将会越来越多。目前,钛精密铸件及一些新合金如Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo等合金有望成为航空结构材料应用的替代材料。
洛克希德公司的工程师们认为,在某些情况下,只有钛和钢能够达到飞机的使用温度。时效态的Ti-15V-11Cr-3Al钛合金每立方英寸的重量仅为不锈钢的一半,而极限强度与不锈钢相当。
2.1.1发动机
飞机用钛材的最大单一应用领域就是燃气涡轮发动机。在多数现代喷气发动机中,钛合金部件重量约占飞机总重量的20%~30%,主要是飞机压缩机部件,包括叶片、盘或者轮毂、入口导向叶片及外壳等。钛是最常用的使用温度高达1100F(593℃)的发动机部件材料。
2.1.2飞机骨架
在商用飞机和军用飞机骨架应用中,钛合金是铝合金、镍合金和铁合金最具竞争力的材料之一。钛在飞机骨架结构件中的应用很广,从大型锻造机翼结构件、起落架装置到小型重要紧固件、弹簧及液压管等均使用了钛材。
由于钛的比强度高,可以减轻飞机重量,具有优异的耐蚀性以及使用可靠性高,因此,人们选择钛材作为飞机骨架和发动机结构用材料。
航天结构用钛材最早始于Mercury和Apollo宇宙飞船,随后,钛合金大量用于军用飞机上。此外,钛合金还用于载人宇宙飞船的火箭助推器外壳、导向控制压力容器以及那些要求重量轻、可靠性高的部位。
厚断面或者大断面型材一般指的是厚度大于4英寸的型材。钛合金大断面型材已经成功地用于飞机骨架及转子部件中,如PWA和G&E公司的喷气发动机及Sikorsky直升机的转子部件等。
航空应用的合金主要有退火态或者固溶处理+时效态的Ti-6Al-4V、近β合金Ti-17(Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)、Ti-10V-2Fe-3Al和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(固溶处理+时效)以及β合金Ti-13V-11Cr-3Al和Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(固溶处理+时效)。
目前,在单个项目中最有影响的大断面型材应用的实例是Ti-13V-11Cr-3Al合金在SR-71“黑鸟”飞机上的应用(包括机身、机翼梁和着陆架)。
钛工业公司各地服务中心是世界上保持飞机用钛轧制品库存最多的商家之一。飞机用合金及纯钛棒、坯、薄板、厚板、丝材等均有。一些特殊产品如环材及其它锻造型材均可按用户要求供应。钛工业公司在许多地方设有分部,如美国的加利福尼亚州、麻萨诸塞州、佛罗里达州、伊利诺州、新泽西州、俄亥俄州以及加拿大等地。钛工业公司以最优质的产品、最快捷的发货方式为用户提供服务,确保满足用户的各种需求。所有材料均符合AMS、MIL-T及其它航空客户规范要求。
钛工业公司是一家专业钛金属服务中心,专门从事钛材加工包括锯切、剪切、板材氧切(烧割)及特殊应用及研发服务等,公司已有30余年的钛产品加工经验。公司将不遗余力地开拓钛在航空领域的应用市场,竭诚为客户提供服务。
2.2一般工业应用
2.2.1燃气涡轮发动机
可以通过使用钛合金部件如风扇叶片、压缩机叶片、盘、毂和许多非转子部件来提高燃气涡轮发动机的工作效率。钛基合金在燃气涡轮发动机中应用的主要优点是比强度高、中温强度好以及良好的抗蠕变性能和抗疲劳性能。钛铝基合金的开发将使得钛在新一代发动机上的应用出现热潮。
2.2.2换热器
钛在一般工业领域应用的一个主要方面就是换热器应用。换热器中的冷却液一般是海水、盐水或者污染水。钛制冷凝器外壳、钛换热器管、板及换热器结构架等广泛用于发电厂、精炼厂、空气调节系统、化工厂等。
事实证明,焊接钛管在发电厂冷凝器中的使用寿命和可靠性是其它材料无法相比的。至今为止,还没有报道出现故障的例子,这主要是由于钛在冷却水中的耐蚀性良好。
2.2.3固定尺寸阳极(Dimensional Stable Anodes-DSA)
钛DSA具有优异的电化学性能,因而在生产氯化物、氯酸盐及次氯酸盐时均使用钛阳极,它可以最大程度地提高电解效率。
钛具有优异的耐腐蚀、耐冲蚀性能,因此,在制盐工业中,在许多制盐设备的关键部位均使用了钛材。使用钛材,不但可以取得最好的成本-效益,而且可靠性高。目前,钛焊接管的使用量大幅增加,使得钛材成为铜-镍材料强有力的竞争对手。
2.2.4金属提取及电解沉积
从环保角度来看,采用湿法冶金法从矿石中提取金属是一种替代熔炼法可行的工艺方法。在湿法冶金中使用钛反应器也比较安全。在一些金属如铜、金、锰等电解沉积及金属电解精炼过程中使用钛电极可以延长使用寿命、提高电解效率及产品纯度。
2.2.5碳氢化合物处理
碳氢化合物处理要求设备使用寿命长、停产时间和维修时间短。在换热器、容器、交换塔和精炼厂的管道系统、LNG工厂及海滨平台中使用钛材效果良好。钛在碳氢化合物、硫化氢、海水及二氧化碳介质中具有很强的耐蚀性及抗应力腐蚀开裂的能力。
2.2.6舰船应用
由于钛具有高的韧性、高强度和优异的耐侵蚀/腐蚀能力,因此广泛用于潜水艇球阀、灭火泵、热交换器、铸件、深海潜艇的壳体材料、螺旋推进系统、舰船管道系统等等。
2.2.7化学处理工业
在处理腐蚀性物质如硝酸、有机酸、盐酸、硫化氢等时大量使用了钛容器、热交换器、罐、搅拌器、冷却器及管道系统等。
2.3医学应用
2.3.1市场
由于钛具有较高强度、较低的模量及良好的生物相容性,因此,钛是一种常用的医学应用材料。如髋关节、骨螺钉、膝关节、骨板、牙科植入件、外科器械、心率调节器盒等。
2.3.2医学应用金属的选择
与不锈钢或者钴、铬材料相比,钛与人体的生物相容性更好。同时,钛比许多其它金属的疲劳强度要高。钛优异的性能证明了它确实是一种医学应用的优良材料。
2.3.3加工性能
钛的可加工性与大多数不锈钢相似但优于钴、铬材料。当钻、车、磨或者冷锯切时,建议使用尖头、洁净的具有良好切削能力的刀具,并添加大量的冷却剂。钛的加工硬化率比不锈钢低。
2.3.4产品
钛工业公司各地的服务中心储备了大量的医学应用的棒、坯、厚板、薄板和丝材产品。我们可以迅速便捷地提供各种标准的型材,且有能力按照客户要求定做各种零部件。
2.3.5质量和质证书
钛工业公司可提供各种符合客户规范要求的钛产品。发货时均附有化学检验及力学性能检验报告。熔炼的原材料、产品加工工艺等均可按质量要求进行100%的跟踪。
2.3.6检验
按照工业规范和客户要求进行各种试验和检验,确保我们的钛产品满足破坏性检验和非破坏性检验规范要求。
钛工业公司所提供的检验及试验类型包括:化学检验、力学检验、β转变温度测试、超声波检验、尺寸检验、平直度检验、高温退火、应力断裂、热处理、显微组织、宏观组织及涡流检验等等。