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鈦合金材料在汽車建筑體育器械領域的應用

發布時間 :2020-08-04 11:14:00 瀏覽次數 :

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦及鈦合金具有比強度高、抗斷裂、耐疲勞、非磁性、高的熔化溫度、小的熱膨脹系數、生物惰性抗斷裂、耐疲勞等優良特性而被廣泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、輕工、電力、海水淡化、艦艇和日常生活器具等工業生產中,特別是在國防工業中占有的地位越來越重要。

1、汽車工業

鈦合金具有適于汽車要求的高強度、低密度、低彈性模量、耐腐蝕、抗氧化等優異性能,可用于制備發動機氣門、連桿、氣門彈簧、彈簧座圈等,可減少汽車噪聲,節能,減少有害氣體排放。近年各國都在開發低成本鈦合金,自1983年以來,鈦不但用于賽車上,而且也應用于普通型汽車上。鈦在汽車上的應用除成本因素外,還因不同零配件的性能要求而需采用不同的鈦材,包括化學純鈦、鈦合金及鈦基復合材料等。一般,鈦薄板因成形性、可焊性好適用于排氣系統;Ti-6Al-4V適用于制造連桿,因其疲勞強度高和耐溫能力適中;制造彈簧必須使用易于拉制成鈦絲并冷加工成彈簧的高強度β-鈦合金。目前以既經濟又在性能上適宜的Time talL-CB合金(Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al)為最理想。排氣氣門因排氣溫度高, 須適應劇烈的熱應變, 要求使用TiB(顆粒) 增強的近α-鈦合金。排氣氣門以TiB為顆粒增強劑, 用粉末冶金技術制造,所得鈦基復合材料提高了室溫、高溫性能,同時還改善了彈性模量。

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2、建筑領域

日本最早開發了建筑用鈦領域,日本建筑用鈦如靜岡世界真光明教堂屋頂、福岡圓屋頂、東京橫跨橋橋墩及一些紀念塔等。日本在鈦的工藝品開發方面也獨具匠心, 如日本Takuji Horie公司開發了彩色鈦工藝品。中國國家大劇院屋頂采用鈦一不銹鋼復合板,覆蓋的面積達30000m2,這是我國建筑領域首次應用鈦材,開創了建筑領域的先河。

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3、體育器械

鈦及鈦合金也正在向體育運動器材這一應用領域進軍,目前其應用最多的是用鈦鑄造高爾夫球桿。鈦合金的質量輕強度高,與不銹鋼相比可以制作打擊面更大的球頭,運動員采用鈦合

金球頭擊球時球感很好且擊球聲音非常悅耳。因此鈦合金球頭獲得了很大的發展。鈦合金高爾夫球頭的制造已形成具有一定生產規模的產業。在日本,第一桿球頭90%為鈦球頭,其中鑄鈦

的占70%以上。鈦制體育用品還有:網球球拍、擊劍防護面罩、寶劍、冰刀、釣魚桿、釣魚用繞線架、賽艇用零部件、滑雪杖、雪鏟、登山冰杖、登山釘、田徑跑鞋用的注射成形Ti-Fe系鞋底釘等。

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目前,鈦及鈦合金也廣泛應用于照相機和手表等領域。1990年12月首架全鈦外殼的袖珍型照相機問世。現在每月用做照相機外殼的鈦材已達2t以上。鈦材開始用于手表,大約是在20世

紀70年代到80年代初,初期均為高檔體育用表。現今,用鈦材制作殼體和表帶的低成本加工方法已經確定,并用于從中檔到大眾化的體育用手表上,加上鈦表面技術的改進,使鈦在手表行業中擴大了應用領域。

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