鈦及鈦合金 課件

1、鈦及鈦合金概述鈦源于Titans，即希臘神話中地球上大力士。地殼中金屬元素鈦元素含量位列第四 (0.86%) ，居鋁、鐵、鎂之后。自然界中不存在純鈦，僅以氧化物存在，如FeTiO3、TiO2。強度與鋼相當，而密度幾乎僅有鋼的一半。TiO2FeTiO3鈦是英國科學家格內戈爾于1791年首先從鈦鐵礦石中發(fā)現(xiàn)的，1795年德國化學家克拉普洛特也從金紅石中發(fā)現(xiàn)了這一元素，并命名為“鈦”。由于鈦的化學活性高，在它被發(fā)現(xiàn)的120年后的1910年才首次提煉出金屬鈦，1940年用鎂還原法制得了海綿鈦，從此奠定了鈦的工業(yè)生產方法的基礎。 中國鈦資源總量9.65億噸，居世界之首，占世界探明儲量的38.85%，主要

2、集中在四川、云南、廣東、廣西及海南等地，其中攀西（攀枝花西昌）地區(qū)是中國最大的鈦資源基地，鈦資源量為87億噸。 中國探明的鈦資源分布在21個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）共108個礦區(qū)（圖3.5.1及表3.5.4）。主要產區(qū)為四川，次有河北、海南、廣東、湖北、廣西、云南、陜西、山西等?。▍^(qū)）。 全世界:1955年 1975年 2006年2萬噸 7萬噸 14萬噸 鈦及鈦合金發(fā)展至今，已有50多年歷史，由于它具有很高的比強度和耐蝕性，是世界各國大力發(fā)展的輕金屬材料。世界市場每年需求45萬t鈦及鈦合金。美國是最大的鈦消費國。1994年用于軍事宇航約3200t，用于非軍事商業(yè)宇航約7700t，用于非宇航業(yè)約48

3、00t，總共約15700t。日本則注重發(fā)展鈦的耐蝕性應用，1994年總共消費4241t，耐蝕性商業(yè)純鈦占3773t，以應用其高比強度為主的結構材料鈦合金只占468t，其中宇航應用的鈦合金只占32. 7，非宇航用鈦合金占67.3，這其中又以消費品為主（占三分之二）.鈦的基本性質（1）鈦存在兩種同素異構體及。 -Ti在882以下穩(wěn)定，具有六方密排結構。 -Ti穩(wěn)定于882熔點1678，具有體心立方結構。 （2）鈦的體積質量?。?.51gcm3），比強度高，熔點高，塑性好，雖然其強度隨溫度升高而下降，但其比強度高的特性仍可保持到550600。與高強合金相比，相同強度水平可降低重量 40以上，因此在宇

4、航上有巨大應用潛力。 （6）導熱系數及線脹系數均較低。其導熱系數比鐵低4.5倍，使用時易產生溫度梯度及熱應力，不過，線脹系數低可補償因導熱系數低帶來的熱應力問題。鈦的特性晶體結構：原子半徑：密度：熔點：882.5度同素異構轉變 (-Ti-Ti)。與氧、氮、碳和氫劇烈反應。價格昂貴。主要用于價格不是關鍵因素的先進應用場合。高強度和韌性。鈦在還原性酸(濃硫酸、鹽酸、正磷酸)、氫氟酸、氯氣、熱強堿、某些熱濃有機酸及氧化鋁溶液中不穩(wěn)定，會發(fā)生強烈腐蝕。另外，鈦合金有熱鹽應力腐蝕傾向。 550以下鈦與氧形成保護作用良好的致密氧化膜。538以下，鈦的氧化符合拋物線規(guī)律。但在800以上，氧化膜分解，氧原子以

5、氧化膜為轉換層進入金屬晶格，此時氧化膜已失去保護作用，使鈦很快氧化。 耐蝕性能ETi=1.63V，而鈦的致鈍電位低，故鈦易鈍化。 常溫下鈦表面極易形成由氧化物、氮化物組成的鈍化膜，它在大氣及許多浸蝕性介質中非常穩(wěn)定，具有很好的抗蝕性。 大氣、海水、氯化物水溶液及氧化性酸(硝酸、鉻酸等)和大多數有機酸中，鈦抗蝕性相當于或超過不銹鋼，在海水中耐蝕性極強，可與白金相比，是海洋開發(fā)工程理想的材料。 鈦與生物體相容性好，無毒，適做生物工程材料。由于鈦所具有的一系列優(yōu)良性能，資源又很豐富，鈦的工業(yè)生產問世后，立即受到世界普遍高度重視。1947年美國率先實現(xiàn)海綿鈦生產工業(yè)化，當年生產噸海綿鈦，1957年就發(fā)

6、展到15000多噸。日本1952年，前蘇聯(lián)1954年均相繼開始了海綿鈦的生產。中國也于1958年開始了海綿鈦的試生產，現(xiàn)在已形成了完整的鈦工業(yè)體系。當前，世界上有鈦工業(yè)的國家主要是美國、獨聯(lián)體、日本、英國、中國和德國。鈦合金的生產提取工藝： Kroll提取工藝Kroll 提取工藝熔化工藝： 電渣精煉法Electroslag Refinning(ESR) 真空電弧重熔法Vacuum Arc Remelting(VAR) 電子束熔煉(EBM) 等離子弧熔煉(PAM) 感應凝殼熔煉法鈦的提取通過下列步驟，鈦礦石 (主要為金紅石，TiO2) 轉變?yōu)楹＞d鈦 ：Cl2 與礦石中的TiO2反應，形成TiCl

7、4；TiCl4經分級蒸餾而凈化；在Ar保護下，液態(tài)TiCl4 與 Mg 或Na 反應，獲得海綿鈦。生產過程： 鈦鐵礦或金紅石高純度四氯化鈦鎂還原四氯化鈦海綿鈦鈦材和鈦粉真空電弧重熔法海綿鈦與合金元素混合后液壓成塊狀；塊狀物焊接成熔化電極棒；電極棒經二次或三次真空熔煉得到優(yōu)質鈦或鈦合金錠在惰性氣體保護下ALD真空技術電渣重熔爐等離子弧熔煉它是對真空電弧熔煉的改進在水冷銅坩堝中熔化金屬；所用熱源為等離子槍或電子束 ；與坩堝壁接觸的金屬液形成凝固殼層 (凝固的鈦) ，而熔融的鈦合金浮于殼層上部， 阻止坩堝污染鈦合金熔體；大密度夾雜物沉積到坩堝底部而去除。感應凝殼熔煉法水冷銅坩堝可避免爐襯材料的污染；

8、 裝入坩堝中的金屬受感應電源的磁場作用而熔化； 熔化的金屬液體在坩堝底、側壁凝固形成殼層；生產低成本、高質量鈦合金。鈦合金合金分類、牌鈦號 TA表示組織為的鈦合金包括全、近和+化合物合金 。以鋁、錫、鋯為主要合金元素，在近型鈦合金中還添加少量穩(wěn)定化元素，如鉬、釩、鉭、鈮、鎢、銅、硅等 。 共33個牌號。 TC表示組織為的鈦合金：以Ti-Al為基再加適量穩(wěn)定元素合金類型Rel/MPaRm/MPaA/%特點型200500250550152599%純鈦，性能隨氧含量變化近型850100095011001215有一定的蠕變抗力， 少量（雜質Fe的穩(wěn)定作用）可細化晶粒；焊接性能好，可進行鍛造。型9001

9、200100013001015低溫到400范圍內均有較好的性能；通過熱機械處理很容易改變晶粒結構。型1100130012501400610可時效熱處理；時效前的成形性能優(yōu)良。合金元素穩(wěn)定元素中性元素穩(wěn)定元素間隙元素置換元素C、N、OAl Ga置換元素Zr、Sn、Hf、Ge、Ce、La、Mg間隙元素置換元素H同晶元素共析元素Mo、V、Ta、Nb慢速分解快速分解Cr、Mn、Fe、CoSi、Cu、Ag、Ni、Y、W、B 從而改善熱強性。在可熱處理合金中，加入約3的鋁，可防止由亞穩(wěn)定相分解產生的相而引起的脆性。鋁還提高氫在-Ti中的溶解度，減少由氫化物引起氫脆的敏感性。錫和鋯： 屬中性元素，在-Ti和

10、-Ti中均有較大溶解度，常與其他元素同時加入，起補充強化作用。 為保證耐熱合金獲得單相組織，除鋁以外，還加入鋯和錫進一步提高耐熱性；同時對塑性不利影響比鋁小，使合金具有良好的壓力加工性和焊接性能。鈦合金中常見合金元素的作用鈦合金中的常加入的合金元素：鋁、錫、鋯、鉬、釩、鉻、鐵、硅、銅、稀土，其中應用最多的是鋁。 鋁： 除工業(yè)純鈦外，各類鈦合金中幾乎都添加鋁，鋁主要起固溶強化作用，每添加1Al，室溫抗拉強度增加50MPa。 鋁在鈦中的極限溶解度為7.5；超過極限溶解度后，組織中出現(xiàn)有序相Ti3Al(2)，對合金的塑性、韌性及應力腐蝕不利，故一般加鋁量不超過7。 鋁改善抗氧化性，鋁比鈦還輕，能減小

11、合金密度，并顯著提高再結晶溫度，如添加5Al可使再結晶溫度從純鈦600提高到800。鋁提高鈦固溶體中原子間結合力。鉬、釩： 穩(wěn)定元素中應用最多，固溶強化相，并顯著降低相變點、增加淬透性，從而增強熱處理強化效果。含釩或鉬的鈦合金不發(fā)生共析反應，在高溫下組織穩(wěn)定性好；但單獨加釩，合金耐熱性不高，其蠕變抗力只能維持到400；鉬提高蠕變抗力的效果比釩高，但密度大；鉬還改善合金的耐蝕性，尤其是提高合金在氯化物溶液中抗縫隙腐蝕能力。 硅量以不超過相最大固溶度為宜，一般為0.25左右。由于硅與鈦的原子尺寸差別較大，在固溶體中容易在位錯處偏聚，阻止位錯運動，從而提高耐熱性。稀土： 提高合金耐熱性和熱穩(wěn)定性。稀

12、土的內氧化作用，形成了細小穩(wěn)定的RExOv顆粒，產生彌散強化。由于內氧化降低了基體中的氧濃度，并促使合金中的錫轉移到稀土氧化物中，這有利于抑止脆性2相析出。此外，稀土還有強烈抑制晶粒長大和細化晶粒的作用，因而改善合金的綜合性能。合金元素的作用：固溶強化：提高室溫強度最顯著的元素為鐵、錳，鉻、硅，其次為鋁、鉬、釩，而鋯、錫、鉭、鈮強化效果差。穩(wěn)定相或相：合金元素提高或降低相變點。增強熱處理強化效果：穩(wěn)定元素增加合金淬透性。消除有害作用：鋁、錫防止相，稀土抑制2相析出，同晶元素阻制相共析分解。改善合金的耐熱性：加入鋁、硅、鋯，稀士等。提高合金的耐蝕性和擴大鈍化范圍：加鈀、釕、鉑，鉬等。錳、鉻：強化

13、效果大，穩(wěn)定相能力強，密度比鉬、鎢等小，故應用較多，是高強亞穩(wěn)定型鈦合金的主要加入元素。但它們與鈦形成慢共析反應，在高溫長期工作時，組織不穩(wěn)定，蠕變抗力低；當同時添加同晶型元素，特別是鉬 時，有抑制共析反應的作用。硅： 共析轉變溫度較高(860)，加硅可改善合金的耐熱性能，因此在耐熱合金中常添加適量硅，加入 錫能減少對氫脆的敏感性。鈦錫系合金中，錫超過一定濃度后形成有序相Ti3Sn，降低塑性和熱穩(wěn)定性。 為了防止有序相Ti3X(2相)的出現(xiàn)，考慮到鋁和其它元素對2相析出的影響，Rosenberg提出鋁當量公式。Al*=Al%+1/3Sn%+1/6Zr%+1/2Ga%+10O%=8 9%只要鋁當

14、量89，就不出現(xiàn)2相合金元素對性能的影響穩(wěn)定元素：鋁的固溶強化效果最大，鋯、錫次之。鋯、錫一般不單獨加入，而是與其它元素復合加入。 同晶元素：合金元素濃度超過相極限溶解度時，將進入+相區(qū)，此時合金元素優(yōu)先溶于相，因而相具有更高的強度和硬度，合金強度將隨組織中相所占比例增加而提高，大約至相和相各占50時強度達到峰值。再增加相數量，強度反而有所下降。強化作用按鉬、釩、鉭、鈮次序遞減。共析型穩(wěn)定元素： 對合金性能的影晌規(guī)律和同晶型元素相似，特別是非活性共析元素鉻、錳、鐵在一般生產和熱處理條件下，共析轉變并不發(fā)生，因此可將鉬、釩等組元同等對待，退火組織仍為+相。但在高溫長期使用的耐熱合金，非活性共析元

15、素的存在，將降低材料的熱穩(wěn)定性。 合金耐熱性取決于金屬基體鍵合能力、原子擴散過程及組織穩(wěn)定性。鈦合金耐熱性與相圖類型及成分的關系為：單相固溶體的耐熱性隨溶解度增加而提高，當組織中出現(xiàn)第二相時則有所下降；因+兩相組織在加熱時發(fā)生轉變，相界附近原子擴散，且原子在相中的擴散比相快，這導致耐熱性下降。所以，耐熱合金以單相組織為宜，常用型或近型鈦合金作為高溫材料。 提高鈦合金固態(tài)相變溫度的合金元素，可改善耐熱性。 在相變溫度附近，組織穩(wěn)定性下降，原子活性增加，從而金屬軟化。因此，耐熱合金的合金化應以穩(wěn)定元素(如鋁)和中性元素(錫、鋯)為主；穩(wěn)定化元素中，只有鉬、鎢（強烈提高鈦原子鍵合能力）及硅、銅（提高

16、共析轉變溫度）等元素，在適當濃度范圍內可有效地增加合金的熱強性。某些金屬間化合物的耐熱性高，如Ti-Al系中Ti3Al(2相 、TiAl()。典型鈦合金TA7合金： 為型鈦合金，屬Ti-Al-Sn系(Ti-5Al-2.5Sn).合金元素作用：鋁和錫起穩(wěn)定和固溶強化作用。性能特點：具有中等強度和較高的耐熱性，可在400下長期工作。具有良好的低溫性能和焊接性能。隨溫度降低，強度升高，塑性略有下降。間隙元素含量低的合金，在250時仍保持良好的塑性, 用于超低溫高壓容器，多以管材供應。 冷熱加工性較差。 軋制工藝對熱成型影響較大，軋制溫度為750左右，具有較好的熱成型性，高溫軋制塑性反而降低，原因是晶

17、粒粗化，但通過交叉軋制改善組織，可提高熱塑性。TC4(Ti-6Al-4V)：+型合金，國際上一種通用型鈦合金，其用量占鈦合金總消耗量50左右。在航空工業(yè)上多用于做壓氣機葉片，盤和緊固件等；當間隙元素含量低時，具有良好的低溫性能，可制作在196下使用的低溫容器。合金成分特點：鋁：基本組元，用以保證合金在常溫及高溫下的性能。 釩：賦予合金熱處理強化能力，可改善塑性；同晶型元素，不存在共析反應，故組織穩(wěn)定性較好，長期使用溫度可達350。Ti-Al系合金形成相的危險以及減輕鋁的偏析。 TC4合金處于+相區(qū)，轉變溫度為996。在平衡條件下，相約占7l0。組織與性能特點 TC4合金平衡組織為+，其形態(tài)為魏

18、氏+和等軸+。 熱加工后組織取決于變形溫度、變形量及隨后熱處理工藝。如在兩相區(qū)加工，變形量小于50， 不能將粗大組織破碎，只有增大變形量才能將原 晶界、和條破碎；熱軋溫度提高，組織由等軸狀變?yōu)榫W籃狀和粗大魏氏組織，同時屈服強度略有下降，斷裂韌性明顯提高。 950以下加熱，冷卻方式對性能的影響較小，合金具有較高的綜合性能；950以上加熱，合金強度隨冷卻速度增加而提高，但塑性、韌性下降，故TC4合金熱處理溫度不應越過950。熱處理：退火和淬火時效 普通退火：75080012 h空冷，得到不完全再結晶組織，故又稱不完全退火。再結晶退火： 930950加熱，以保證相發(fā)生充分再結晶，隨爐冷至540以下空

19、冷。 淬火時效工藝：930950水冷54048 h。性能特點： TC4合金綜合性能良好，使用溫度范圍寬(400-196)，合金組織和性能穩(wěn)定，合金化簡單，工藝易掌握，適合大規(guī)模生產（棒料、鍛件和中厚板材）。當合金組織為細小等軸+組織，在 800925范圍內，以一定變形速率進行拉伸，合金呈現(xiàn)超塑性。據此可生產出精密的復雜鍛件和鈑金件，以減少工序，降低成本。 性能不足：如冷變形性能差，難于軋制成薄板和薄壁管材；淬透性低(小于25mm)，限制了時效強化的應用。TB5（Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al）高韌性合金，冷成型性能優(yōu)異，薄板、帶材和箔材。固溶時效處理后其強度可超過TC4合金約50，性能均

20、勻。如在B1轟炸機上用它制作的零件達250個，用它取代強度較低的TA7和必須熱成型的TC4合金。合金的冷成型性能優(yōu)良、各向異性較小，適于鈑金成型。TB5合金具有很好的超塑性，在680900下拉伸，當變形速率=104 108s-1時，延伸率可達400490，應變速率敏感系數m=0.350.40，適于航空部門制造形狀復雜的零件和蜂窩結構。 TB5合金的T為7605。加熱到800水冷或空冷，得到最低的屈強比和較高的塑性，固溶處理后的組織為單相，這對于冷成型十分有利。固溶溫度過低(如700)或過高(如900)，因組織中存在較多的相或晶粒粗大，均會提高屈強比和降低塑性，對冷成型不利。TB6（Ti-10V

21、-2Fe-3Al）近型高強高韌合金，具有高淬透性和優(yōu)良成型性, 適用于做航空鍛件。b1105MPa時，K1c60MPa m-0.5。該合金已用于波音757客機 和F-18戰(zhàn)斗機等，用該合金代替TC4合金可以減重20，用它代替30CrMnSiA時，可減重40。 T800810，加熱到T以上淬火，相處于機械不穩(wěn)定狀態(tài)， Ms點低于室溫，但形變誘發(fā)馬氏體轉變點Ms高于室溫，在淬火應力作用下，發(fā)生應力誘發(fā)馬氏體轉變，形成少量，并且發(fā)生轉變，故淬火得到+m。 兩相區(qū)加熱淬火，組織中還存在初生相。該合合金淬火時效工藝為7402h水淬5208h空冷。在區(qū)鍛造后直接進行時效(5008h)可獲得更高的綜合性能：

22、b=1184MPa，5=14.6，=48.5，K1c=101.8MPa m-0.5 ；普通固溶時效后的性能：b =1125MPa，5=12.3，=39.1，K1c =68.8 MPa m-0.5. TB6在+區(qū)軋制或區(qū)軋制狀態(tài)下，具有優(yōu)良超塑性，在750、變形速率1.710-4S-1時，延伸率可達650。 合金中穩(wěn)定化元素含量高，特別是含有共析元素鐵，很容易形成鐵偏析。在富鐵區(qū)因轉變溫度下降而形成一種不含相或相稀少的區(qū)域，即所謂斑點。嚴重的斑點會降低合金的塑性和低周疲勞性能。常規(guī)鍛造或近鍛造對改善斑點無效，因為和兩相存在時，鐵的擴散受到相界阻礙。鍛造和鍛后水冷有利減輕斑點，因為鍛后水冷儲存的畸

23、變能有利于鐵的擴散。減少鐵偏析有效方法是使電極中鐵分 布均勻和控制二次熔煉電流大小，如用鐵粉代替V-Fe中間合金加入。可使37mm鑄錠截面上鐵偏差小于0.08?？v詢偏差僅為0.15。高溫鈦合金：可在400以上長期工作的鈦合金。 主要用于航空發(fā)動機的壓氣機盤和葉片等，用它代替部分鋼，可使發(fā)動機減重，提高推重比。 高溫鈦合金主要性能指標：高溫強度、蠕變強度和高溫熱穩(wěn)定性。后者是指合金在一定溫度下，對于應力或非應力狀態(tài)暴露后保持塑性和韌 性的能力。通常用暴露前后斷面收縮率或斷裂韌性K1c的變化來衡量。高溫暴露后的室溫大于未暴露時的60，則為熱穩(wěn)定，否則是不穩(wěn)定。影響熱穩(wěn)定性的主要因素有兩個。一個是高

24、溫長期暴露過程中內部組織的變化，如出現(xiàn)有序相Ti3Al、剩余相分解、硅化物的沉淀和聚集等；另一個是氧的滲入形成污染層，使合金變脆。而表面污染層比內部組織變化對熱穩(wěn)定的影響更大。高溫鈦合金成分特點：組元多，合金元素有鋁、錫、鋯、鉬、硅、鈮、稀土等。硅對耐熱性有利作用是肯定的，硅和鉬共存時作用更顯著。鋁、錫、鋯固溶強化相，可改善室溫和高溫性能。稀土能阻止晶粒長大，細化晶粒，并提高熱穩(wěn)定性和耐熱性。大多數高溫鈦合金成分為Ti-A1-Sn-Zr-Si系合金，我國還添加了稀土(Ce、Y、Nd、Gd)。高溫鈦合金組織特點：以相為基體加上少量相，即近合金。它保留合金耐熱性和熱穩(wěn)定性高的優(yōu)點，同時兼有+型合金

25、強度高和塑性好的特點。為獲得最佳的蠕變性能，近合金使 用狀態(tài)最好是片狀組織，但室溫塑性和疲勞性能不如等軸組織好。如果加工工藝能保證得到細小晶粒和細片尺寸的魏氏組織，就可以獲得滿意的綜合性能，如IMI685合金已采用了加工和熱處理，得到針狀組織，改善了耐熱性能。鈦的應用 民用飛機的上各種材料用量的變化趨勢：復合材料和鈦合金的用量不斷增多。波音民機機體上鈦合金和復合材料的用量（%）鈦在航空航天工業(yè)的應用 在航空工業(yè)中，為減輕飛機重量，提高飛機的推重比以提高飛機的性能，自1949年鈦用于飛機構件以來，其用量與日俱增。例如，1947年美國設計的第一代B52轟炸機，用鈦量為660磅，占結構重量的0.8%

26、，而1956年設計制造的B52轟炸機，則用了近2000磅鈦，超過結構重量的2%。時至今日，鈦在軍用飛機F15戰(zhàn)斗機上的用量已達結構重量的35%，在改進的新型戰(zhàn)斗機 F22上，鈦的用量占33%。鈦在民用飛機上的用量也有明顯地增長，如在最新設計的波音777飛機上，鈦的用量達到結構重量的10%。鈦在航空工業(yè)，作為結構材料主要用于飛機上的發(fā)動機和骨架。在發(fā)動機上，鈦合金用量以達25%左右，其中大部分用于風扇、壓氣機盤和葉片以及導管和機殼。在飛機骨架上，用鈦代替其它材料主要是鈦的密度小，強度高，能大量減輕重量?，F(xiàn)在，民用飛機用鈦量約占構架重量的2025%，其它還包括飛機的艙壁、防水設備和空調管，軍用飛機

27、的整流裝置、龍骨和機身等。在航天工業(yè)中，鈦也得到廣泛應用。其中主要有戰(zhàn)略火箭發(fā)動機的部分零件，衛(wèi)星天線等。鈦在艦船方面的應用 海底資源勘探用鈦 根據國外最新公布的數據，在海洋中，除石油資源外，還蘊藏著黃金70億噸，白銀133億噸，鈾40億噸，這些極其寶貴的資源，正等待著人類用現(xiàn)代技術去探測和開發(fā)。目前，美、日、法等國家都已研制出各種先進的鈦深潛器、潛艇、海底實驗室裝置來進行海底資源調查研究。 1974年，美國用鈦合金制造了“Alvin”號深潛器耐壓殼體和浮力球，使深潛器下潛深度達3600米。 1979年，美國又用相同的鈦材料制造了第二艘深潛器，他們還計劃用底氧級的鈦合金制造下潛深度為6100米

28、的DSSV號調查深潛器。日本在“深海2000”號調查船上選用了鈦合金的耐壓殼體?！吧詈?500”號的建造計劃已完成，其耐壓殼體仍將采用鈦合金。日本聲稱，“深海6500”號一旦下水，則日本近海所有大陸架都可以探測。法國建造了一艘6000m級的“SM97”號潛水調查船，其耐壓殼體也是用鈦合金制造的。1981年，法國還用鈦合金建造了一個直徑2.10米的半球形海底實驗室，用鈦量達5.5噸，價值100多萬法國法郎。該實驗室的工作深度為6000米。中國也在1987年成功地研制出世界上第一套鈦制盔甲式常壓潛水器，用于近海資源開發(fā)及海軍軍事工程。 鈦在海軍裝備上的應用核動力潛艇：前蘇聯(lián)從1970年開始建造AL

29、FA級核動力潛艇，至今已有四艘服役。該潛艇的耐壓殼體均用鈦合金制造，每艘潛艇用鈦量為3500噸，下潛深度為900米，水面航速16節(jié)，水下航速42節(jié)，潛艇尺寸為79.3107.6m。水翼艇：水翼艇的殼體、水翼和支柱以及聯(lián)動機構和傳動臂使用了鈦合金。艦艇螺旋漿：用鈦合金制造船用螺旋漿，解決了海水沖刷腐蝕和空泡腐蝕等問題，因此艦艇螺旋漿大量使用鈦合金制造。鈦在民用船舶上的應用在民用船舶上，鈦金屬主要用來制造（主發(fā)動機透平）凝汽器、鈦板式換熱器、海水淡化裝置和管式天線等?，F(xiàn)在，美國、日本一些先進國家試用鈦板制造高級游艇的船體及其它部件，一些高級賽艇也大量采用鈦金屬制造。鈦在海洋石油開采中的應用 世界石

30、油資源的極限儲量是10000億噸，可采量約3000億噸，其中海底儲量約1300億噸。因此許多國家都在加緊研制海上石油開采設備。目前，美國在這一海域的鉆井平臺上大約使用了100多臺鈦換熱器。海上采油平臺上的石油提升管路系統(tǒng)，也大量采用鈦合金制造。還有鈦泵、鈦閥、鈦緊固件也大量采用。海上石油勘探測井儀器外殼也已大量使用了鈦合金，測井深度超過6000米。 鈦在海洋工程中的其它應用 海洋化工生產裝置：如利用海水制取氯化鎂，用鈦合金制造加熱室等裝置;海水養(yǎng)殖業(yè)：例如，沿海人工養(yǎng)殖石斑魚，用鈦制造養(yǎng)殖網箱，帶來極好的效益。日本人用海水養(yǎng)殖獅魚、比目魚、鰻魚等，采用大量鈦金屬網，并用鈦管熱交換器維持一定的海

31、水溫度。此外，鈦金屬還可以用來做海中航標架、海濱浴場安全浮標、海上運動賽艇、沖浪板、海底電纜、海底挖掘機等。 鈦在軍工方面的應用 鈦在軍事工業(yè)方面用途很廣。目前已應用和試驗應用的有：迫擊炮身管，反坦克導彈，導彈發(fā)射器，坦克防護板，防彈背心等方面。鈦及鈦合金在醫(yī)學上的應用 在人體內使用金屬制品已有400余年歷史，最早是英國菲托尼烏斯(Fetronnius)用金板等純金屬修補顱骨及鑲牙用，其后用銀、銅以及價值便宜的鐵片、鐵絲等金屬固定骨折及穩(wěn)定關節(jié)，直到l9世紀30年代才開始應用鑄態(tài)CoCrMo合金，到了第二次世界大戰(zhàn)期間采用AISI316不銹鋼。隨著醫(yī)學的發(fā)展，一些塑料制品、合成織物也被采用，但都具有一定的缺點，例如耐磨性和抗腐蝕性能差。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，美國、英國、日本 等國家已采用鑄態(tài)和加工態(tài)的金，不銹鋼、Zr、Nb、Fe、Ti及其合金也逐漸為醫(yī)學上所采用。目前美國每年所采用的金屬植入件達200萬件以上，單純臀部植入件：骨盆、關節(jié)、股骨等亦達5萬件以上。我國自1968年開始用牙托粉和不銹鋼制成人造股骨頭應用