文 献 综 述

1.引言

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，自1954年美国研制成功Ti-6Al-4V合金以来，钛合金以它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好等一系列优越性特点，而成为钛工业中的王牌合金。特别在航空高科技领域得到了大量应用，现今于医学，汽车等上也应用广泛。

钛密度小，比强度高和耐腐蚀性好。因此钛及钛合金一直是航空航天工业的”脊柱”之一。近年来，钛在石油、化工、冶金、生物医学和体育用品等领域开始得到应用，并己成为新工艺、新技术、新设备不可缺少的金属材料，钛工业进入一个新的发展时期，并通过研究开发得到了实际应用^[1]。

2.钛合金

2.1钛合金的应用

钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料，主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件比重、强度和使用温度介于铝和钢之间，但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等，A₂(Ti₃Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。

钛合金抗高速海水冲刷，在流速13m/s条件下使用也不会出现冲刷腐蚀现象，特别适用于工作介质为高压，高流速，动海水的管路。用钛材制造舰船的通海管路和阀还能减少管径，减薄管壁。俄罗斯、美国、英国已经使用形状记忆合金（SMA）作为船用管路的管接头。普遍采用的是Ti-Ni-SMA管接头，它可以解决钛与钢的不可焊以及拆卸不便等问题^[2]。海水淡化装置中的蒸发器接触高温海水，蒸发后盐度增加，钛合金耐高温离子腐蚀可广泛用于海水淡化装置的蒸发器。

医用钛合金无毒、质轻、比强度高，具有极好的生物相容性和耐腐蚀性，是较理想的医用金属材料，可用作植入人体的植入物等。医用钛合金弹性模量接近于人体骨骼，因此钛合金人工关节，包括膝关节、肘关节、踝关节等被广泛用于人体矫形手术中。

化工、冶金、造纸、制碱、石油和农药工业是使用钛合金较早的行业。主要用在耐腐泵、阀门、叶轮、阳极液槽、加热器、蒸发器等，它们大部分是在腐蚀性高的液体介质中运转。钛合金在这些部门中的作用，取得了良好的技术经济效果。如在铁合金厂，抽送铬-硫酸溶液的不锈钢泵使用寿命只有一年，改用钛泵用转2年后仍呈金属光泽，未发生腐蚀现象，用寿命延长。在我国氯碱工业中，同传统使用石墨阳极电解槽相比，应用钛阳极电解槽每年可节约电近10亿kWh，价值3亿多元，使用寿命延长40倍以上。2.2钛合金的性能