Zastosowania tytanu

W celu zmniejszenia obciążenia spowodowanego wysokimi kosztami stosowania tytanu, z jednej strony opracowano technologię resztkowego oczyszczania tytanu, z drugiej strony opracowano blisko sieciową formowanie, formowanie superplastyczne, precyzyjne odlewanie i metalurgię proszków oraz gorące ciśnienie izostatyczne i połączenie dyfuzyjne. Na przykład, produkty metalurgii proszków przetwarzane przez wytwarzanie proszku, formowanie, spiekanie lub konsolidację ciśnienia izostatycznego na gorąco są prawie częściami tworzącymi netto, z szybkością wykorzystania materiału do 80%, co nie tylko zmniejsza zużycie materiału, ale także zmniejsza ilość cięcia. Na przykład zastosowanie dużej cienkościennej technologii precyzyjnego odlewania ze stopu tytanu sprawia, że właściwości odlewów tytanowych są zbliżone do właściwości odkuwek tytanowych, a koszt jest zmniejszony o około 50%.

Głównymi polami konsumpcji tytanu i stopu tytanu są przede wszystkim przemysł lotniczy. W latach 80., tytan używany w amerykańskim przemyśle lotniczym stanowił 74,8% całkowitego zużycia tytanu. Rosja, Wielka Brytania i inne materiały tytanowe były używane głównie w przemyśle lotniczym, a 90% tytanu w Japonii było wykorzystywanych w przemyśle cywilnym. W ostatnich latach tytan jest szeroko stosowany w przemyśle nieziemnym, a lotnictwo nadal zajmuje "główną pozycję". Od 1952 roku tytan był używany jako kabina silnika i ściana przeciwpożarowa na Douglas dc-7, wiele samolotów zostały wykonane ze stopu tytanu. Części tytanu odgrywają kluczową rolę w Boeingu 757, naddźwiękowym blackbirdu SR-71, odrzutowcu F-22, satelitach kosmicznych i pociskach. Na przykład tarcza wentylatora i ostrze silnika w samolocie są wykonane z odlewów tytanowych i odkuwek.

Drugie pole zastosowania tytanu jest związane z zastosowaniem jego odporności na korozję. Najważniejszą ilością jest materiał elektrody używany do produkcji alkaliów chloru. Żywotność anody tytanowej jest 10 razy większa od żywotności anody grafitowej, co sprawia, że pojemność wzrasta prawie 1 razy, a oszczędność energii wynosi 15%. Roczna produkcja sody kaustycznej wynosi 10000 ton i wymagane jest około 5 ton tytanu.

Tytan był genialny w przemyśle stoczniowym przemysłu żeglugowego. Zużycie tytanu każdego z 6-7 3000 ton atomowych okrętów podwodnych produkowanych przez były Związek Radziecki wynosi 560 ton (zużycie tytanu okrętów podwodnych typu alfa wynosi ponad 908 ton). W ostatnich latach tytan wykazał się ogromną mocą w poszukiwaniu i rozwoju morskiej ropy naftowej i gazu. Tylko w latach 1997-1999 Europa zainwestowała 15 miliardów dolarów w rozwój ropy naftowej i gazu na Morzu Północnym, który został wykorzystany do budowy 21 zawieszonych statków produkcyjnych i 64 platform. System bezpieczeństwa życia nowej platformy potrzebuje 50-500 ton tytanu, stawy naprężeniowe w kształcie klina potrzebują 50-100 ton tytanu, chowane windy potrzebują 400-1200 ton tytanu, a podnośniki stałe potrzebują 1400-4200 ton tytanu.

W przemyśle energetycznym tytan jest znany jako skraplacz i wymiennik ciepła urządzenia do wytwarzania energii, takich jak Elektrownia Taizhou, elektrownia cieplna Shanghai Jinshan i elektrownia Zhenhai, z których wszystkie mają skraplacz rur tytanowych, z tytanowym zużyciem około 700 ton. Wszystkie kondensatory tytanowe są stosowane w elektrowniach jądrowych Qinshan i Dayawan. W ostatnich latach tytan jest również szeroko stosowany w geotermalnym rozwoju odwiertów geotermalnych, co w pełni pokazuje własną odporność na korozję. W środowisku korozyjnym w wysokiej temperaturze solanki geotermalnej inne materiały muszą zostać zastąpione tytanem ze względu na ich krótki okres eksploatacji. Zaletą tytanu jest to, że może poprawić wydajność produkcji ciepła i żywotność studni geotermalnych. Od 1990 roku, Stany Zjednoczone zaczęły uderzać geotermalnych studni o temperaturze do 300 ° C w salton sea area, Southern California, aż 227 ton gorąco walcowane bez szwu rury ti-6al-4v-0.1ru stopu został użyty. Szacuje się, że ilość tytanu wykorzystywanego w rozwoju geotermalnym na całym świecie osiągnie 2400 ton w ciągu najbliższych dziesięciu lat. Jeśli tytan jest używany w elektrowni Yangbajing w Tybecie, jego wygląd zostanie znacznie poprawiony.

Główne stopy morskich odwiertów ropy naftowej i gazu oraz geotermalnych to ti-6al-4veli, Ti-3Al-2.5V, ti-6al-4v-0.1ru, ti-3al-2.5v-0.1ru i molibden zawierający ti-38644 (ti-3al-8v-6cr-4zr-4mo). Łączniki morskie wykonane są ze stopu ti-5111 (ti-5al-1sn-1zr-1v-0.8mo). Aby zaspokoić potrzeby inżynierii morskiej, opracowaliśmy stopy takie jak Ti75, Ti31 i ti631.

Według statystyk zużycie tytanu w elektrowni cieplnej o mocy 2000000 kW wynosi 90 ton, a w elektrowni jądrowej 80-100 ton. Widać, że ilość tytanu wykorzystywanego w energetyce i korozji nie może być ignorowana.

Golf, biomateriały i produkcja samochodów to trzy obiecujące nowe zastosowania tytanu.

W dziedzinie sportu i rekreacji wzrost zużycia sprzętu golfowego jest dość dramatyczny. Tytan nie wszedł na to pole w 1993 roku, a ilość tytanu użytego w 1997 roku wzrosła do 4000 ton. Powodem jest to, że tytan jest używany jako klub piłki o wysokiej wytrzymałości, lekkiej fakturze i średnim wzroście o 20-30 jardów (1 stoczni = 0,9144 metrów) lub 15% odległości uderzenia. Pojawienie się klubów tytanowych dodał 448 nowych stadionów w 1998 roku w Stanach Zjednoczonych. Liczba graczy wynosi 25milionów (blisko połowa świata). W 1994 roku sprzedano tylko 500 klubów, do 190000 w 1995 roku i 1,72 miliona w 1997 roku. Tytan ma świetne miejsce w sportach rekreacyjnych, takich jak narty, sanki, topór lodowy, lodzie pazur i inne obiekty wspinaczkowe.

Tytan ma doskonałą biokompatybilność, niski współczynnik rozszerzalności, wysoką trwałość i niemagneizm i jest doskonałym materiałem podtrzymujące kości. Waga wszczepione stawu biodrowego wynosi około połowy stali nierdzewnej, a tkanka kostna może być bezpośrednio przyklejona do implantu tytanowego podczas uprawy. Stop tytanu jest również stosowany w rekonstrukcji stawu kolanowego i protezy. Według statystyk ilość tytanu używanego w sadzeniu medycznym wynosi od 600 do 1000 ton rocznie. Oprócz ti-6al-4veli (ultra-niskiej klirensu tlenu), stopy tytanu, takie jak aluminium wolne od toksyczności do nerek i płuc) zostały opracowane, takie jak stop tytanu (ti-2.75nb-15.2mo-0.34fe-0 21 (ti-2,9nb-14-9mo-0,09fe-2.9al-0.9al-0.22si-0.140), Ti-6Al-7Nb.

Produkcja taniego tytanu i rozwój technologii obróbki proszku tytanowego umożliwiły rozszerzenie zastosowania tytanu na przemysł motoryzacyjny. Tytanowe sprężyny zaczęły być na wyścigach Formuły 1, motocyklach wyścigowych i najbardziej zaawansowanych samochodach Ferrari