世界上主要有八個(gè)鈦生產(chǎn)國,按美國、俄羅斯、日本、中國、英國、法國、德國、意大利排名。近年來,受包括中國、日本在內(nèi)的亞洲各國經(jīng)濟(jì)增長的拉動(dòng),特別是以中國為核心的石化、軍工等行業(yè)用鈦量的快速增長,世界鈦材的需求量迅速增加。每年以兩位數(shù)的幅度增長。美國是世界上鈦需求量較大的國家。也是生產(chǎn)大國,2012年產(chǎn)量超過3.5萬噸;俄羅斯鈦材產(chǎn)量居全球第2位,2012年產(chǎn)量在3.0萬t左右;中國鈦螺旋管批發(fā)2012年生產(chǎn)鈦材約2.8萬t,且2013年有望突破3.0萬t;日本2012年的產(chǎn)量也達(dá)到了1.9萬t左右;歐洲近兩年鈦材的產(chǎn)量變化不大。但是,與發(fā)達(dá)國家在鈦材料深加工和應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)相比,國內(nèi)鈦材料的發(fā)展相對(duì)廣泛,大部分仍停留在原材料或粗品的加工上。鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的少量技術(shù)含量高的成品主要用于軍工產(chǎn)品,由于成本等原因無法廣泛推廣到民用領(lǐng)域。在國外,如英國IMI公司研制的M1834合金、美國Timet公司研制的Ti-1100鈦合金等鈦合金系列均己成為先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要材料。TIMT公司的ExhaustXT合金、KoBESTEEL公司的Ti-1.2ASN合金以及NIPPONSTEEL公司的TI-lCu-0.5Nb合金等,由于室溫塑性和高溫抗氧化性能較好,已陸續(xù)應(yīng)用于汽車排氣系統(tǒng)。
屏蔽氣體覆蓋的重要性,建議采用純氬氣焊接鈦,因?yàn)榧兌雀撸康???梢允褂?5/25的氬/氦混合物來提高穩(wěn)定性并僅在指定時(shí)增加滲透。美國焊接協(xié)會(huì)(AWS)鈦螺旋管批發(fā)建議測量焊接氣體純度,以確保其符合每種應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。保護(hù)氣體的純度至少為99.995%,不超過百萬分之20(PPM)的氧氣,露點(diǎn)高于-76華氏度。其他應(yīng)用需要99.999%的純氬氣流量。鈦螺旋管批發(fā)用尾罩裝備焊槍很重要。否則,氧氣污染的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加,隨之而來的是破裂的可能性。一些焊工會(huì)制造自己的尾隨防護(hù)罩,雖然有很多款式可供購買。尾隨護(hù)罩符合管子的形狀,并沿著管子的GTAW割炬。在火炬及其氬氣流動(dòng)之后,屏蔽為焊縫提供額外的氬保護(hù)。將割炬和尾隨保護(hù)氣流設(shè)置為20立方英尺/小時(shí)(CFH)可提供較佳保護(hù)氣體覆蓋率。始終使用干凈、無孔的塑料軟管向割炬、拖尾護(hù)罩和吹掃裝置輸送保護(hù)氣體。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是有同素異形體轉(zhuǎn)變的金屬。在886°C時(shí)開始發(fā)生組織的固態(tài)轉(zhuǎn)變。886°C一下晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu),成為α鈦;高于886°C時(shí)α結(jié)構(gòu)的鈦轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的β鈦。這個(gè)轉(zhuǎn)變過程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個(gè)瞬間長短差異對(duì)熔池的結(jié)晶形式有影響,瞬間越長越有利于柱狀晶生長。鈦螺旋管批發(fā)由于鈦具有熔點(diǎn)高(1668°C)、熱容量大和導(dǎo)熱性能差等特性,所以焊接時(shí)焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強(qiáng)制冷卻的好壞影響,寒風(fēng)處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長,為熔池結(jié)晶柱狀晶體生長和接頭熱影響區(qū)的擴(kuò)大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強(qiáng)度端口通常出現(xiàn)在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時(shí)應(yīng)采用軟焊接規(guī)范,即應(yīng)使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
鈦設(shè)備和鈦管在使用中容易發(fā)生間隙腐蝕,特別是寬度在0.5mm左右的間隙容易發(fā)生腐蝕。換熱器的管與鈦管板之間常發(fā)生槽腐蝕,鈦與非金屬墊片之間的接觸,此外,槽腐蝕在溫度在120℃以上的飽和鹽水中容易發(fā)生。防止裂紋腐蝕的措施有:(1)避免設(shè)備和管道上的裂紋和停滯區(qū);鈦螺旋管批發(fā)采用鈦鈀合金法蘭焊環(huán)或鈦墊片和鈦復(fù)合墊片;換熱用鈦管與鈦管板的連接采用強(qiáng)度膨脹和密封焊接;將飽和鹽溶液的溫度控制在70-85℃之間。鈦棒及鈦合金不能用于干氯氣中,即使溫度在0℃以下,也會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),生成四氯化鈦,再分解為二氯化鈦,甚至燃燒。氯中含水量在0.5%以上時(shí),鈦可以保持可靠的穩(wěn)定性。鈦螺旋管批發(fā)在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量高溫濕氯,溫度為75~90℃,需要冷卻和干燥。鈦在離子膜燒堿生產(chǎn)設(shè)備中的主要應(yīng)用有:陽極體系陽極槽、濃鹽系統(tǒng)加熱器、濃鹽水泵、稀鹽水泵、脫氯塔、稀鹽水系統(tǒng)分配器、儀器和冷卻器;次氯酸鈉系統(tǒng)的冷卻器、吸收塔和分離器;氯氣處理系統(tǒng)的濕氯冷卻器;鹽水系統(tǒng)的液位計(jì);破壞系統(tǒng)的換熱器;堿液循環(huán)泵、堿液系統(tǒng)的堿液冷卻器和上述系統(tǒng)的管道。
醫(yī)學(xué)鈦在口腔上的應(yīng)用:科研人員在單側(cè)耳聾人群中測試了該裝置。一項(xiàng)研究證實(shí),該裝置舒適的穿著,對(duì)牙齒無害,并提高了對(duì)噪音環(huán)境中語言的理解。研究者們計(jì)劃較早在2010年向美國食品和藥物管理局提交他們的研究結(jié)果和申請(qǐng)?jiān)S可。如果鈦螺旋管批發(fā)一切都按計(jì)劃進(jìn)行,鈦螺旋管批發(fā)將該設(shè)備將于2010年下半年投入市場,這將給數(shù)百萬聾人帶來好處。單側(cè)耳聾的人,很難判斷聲音的確切來源,他們過馬路時(shí)非常危險(xiǎn),在吵鬧的房間里聽別人的談話也很困難。位于美國加利福尼亞州的圣馬特奧耳鳴研究中心發(fā)明了纏繞在牙齒上的小裝置,接受放在耳聾中的微型麥克風(fēng)的聲音信息,轉(zhuǎn)換為振動(dòng)信號(hào)。震動(dòng)信號(hào)通過牙齒和下頜傳到健耳的耳蝸,再傳到大腦產(chǎn)生立體聽覺。這種骨傳導(dǎo)的聽覺傳達(dá)樣本是普通人聽自己聲音的方式,一些助聽裝置也通過骨傳導(dǎo)將聲音傳達(dá)給耳蝸,但有些需要鉆頭骨放置鈦棒,有些需要戴麻煩的耳機(jī)。通常的助聽器簡單地?cái)U(kuò)大空氣傳導(dǎo)的聲音,然后傳入耳朵。
鈦管如何成形?鈦的形成是在室溫下完成的,這與鋼相似。鈦在室溫下的延展性低于其他結(jié)構(gòu)金屬之一。這自動(dòng)導(dǎo)致降低的拉伸成形性和較大的彎曲半徑。鑒于這種特性,有時(shí)使用熱成型,尤其是在需要更激烈的彎曲(或拉伸成型時(shí))。鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的鈦的彈性模量是鋼的一半,這意味著成型過程會(huì)引起明顯的反彈(制造商補(bǔ)償這一特性)。同樣,鑒于鈦的磨損趨勢(shì)(大于鋼的磨損趨勢(shì)),潤滑是管材成型過程的重要組成部分。成型準(zhǔn)備,大多數(shù)情況下,鈦在成形操作前不需要采取其他措施。鈦螺旋管批發(fā)在收到錠子后使用它們,但這可能并不總是奏效。在注意其表面的任何標(biāo)記(如鑿子)后,這些標(biāo)記將通過不同的處理(噴砂、酸洗等)去除。)。此外,如果有尖邊,在實(shí)際管材成型工藝之前應(yīng)使其光滑。否則有裂邊的風(fēng)險(xiǎn),影響產(chǎn)品質(zhì)量。