金属钛的应用现状及展望 ppt课件

22
2、钛在航空工业的应用
136.08
116.08
96.08
76.08
56.08
36.08
16.08
-3.92
A320
737
757
A330
767
747
777
A380
A350
787
单机用钛量(t)
ppt课件
23
2、钛在航空工业的应用
世界民用客机用钛量及预测
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24
2、航空工业的应用
国外民机(以空客A380为例)：
8900 8900 12300 12300 14000
7950 7950 9000 9000 12000
23000 17000 23000 23000 23000
28000 20800 29500 29500 32500
30600 30600 39000 39000 39700
9500 9500 30000 18000 50000
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3、钛在航天工业中的应用
钛在航天工业中的应用实例如下：
（1）贮存压缩气体的压力容器。“徘徊者”卫星和助推器 共用了14个钛容器，共减轻重量272 kg。 （2）贮存液体推进剂的压力容器。“阿波罗”飞船上使用 了50个左右的压力容器，有85%是钛制的。大力神Ⅲ过渡级 发动机，改用钛合金推进剂贮箱后重量减轻35%。 （3）固体燃料火箭发动机壳体。“民兵”洲际导弹第二级 火箭发动机采用了Ti64合金重量减轻30-40%。 （4）液体燃料火箭发动机壳体。“阿波罗”登月舱下降发 动机燃烧室的承压壳是由Ti64合金制成。 （5）钛合金还广泛用于各种结构件。“水星”号宇宙飞船 的压力舱主要为钛材，占座舱重量的80%。“双子星座”号 宇宙飞船所用钛合金牌号有7种，使用钛件570kg，占结构重 量的84%。“阿波罗”号宇宙pp飞t课件船的托架、夹具和紧固件均 30 用钛制成，共使用68 t钛材。(见下图)
2008 2009 2010 2011
20300 12000 23000 35000 39700 70000
31000 31000 31000 12000 12000 12000 23000 23000 23000 35000 35000 35000 60000 66000 66000 90000 100000 130000
金属钛的应用现状及展望
郝斌 2010年8月
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1
金属钛的应用现状及展望
一、钛的历史 二、钛的资源 三、钛的特性 四、钛的发展 五、钛在国内外各行业的应用 六、钛的国际应用前景展望
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2
一、钛 的 历 史
钛的发现
1791年,英国矿物学家和化学家 William Gregor发现了钛元素
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16
中国钛地图
海绵钛产地 钛材产地
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四、钛在国内外各行业的应用
1、钛的应用概况
6、钛在汽车行业的应用
2、钛在航空工业的应用 7、钛在体育休闲业的应用
3、钛在航天工业的应用 8、钛在医疗行业的应用
4、钛在舰船制造业应用 9、钛在建筑行业的应用
5、钛在化工行业的应用 10、钛在电力行业的应用
3、钛在航天工业中的应用
阿波罗航天飞船和火箭用钛68吨
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31
4、钛在舰船制造业的应用
钛及钛合金广泛应用于核潜艇、深潜器、原子能破 冰船、水翼船、气垫船、扫雷艇，以及螺旋桨推进 器、鞭状天线、海水管路、冷凝器、热交换器、声 学装置、消防设备上，主要合金有工业纯钛、Ti64、 Ti64ELI、Ti-6Al—2Nb—1Ta—0.8Mo、Ti—3Al2.5V、ПT-3B、ПT-7M等。
2009年世界钛铁矿储量及分布情况
地区 中国 澳大利亚 印度 南非 巴西 其它国家 合计
储量（万吨） 20000 13000 8500 6300 4300 15900 68000
占世界储量比例% 29.4 19.1 12.5 9.3 6.3 23.4 100
排名 1 2 3 4 5
2009年我国进口钛矿148万吨（越南、澳大利亚、印度）
产量（万吨） 4.08 2.60 2.50 2.00 1.60 0.60 13.38
占世界比例% 30.5 19.4 18.7 15.0 11.9 4.5 100
世界排名 1 2 3 4 5 6
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8
2、钛材的生产
地区 美国 中国 独联体 日本 欧洲 合计
2009年世界钛材产量
产量（万吨） 占世界比例%
独 俄罗斯：VSMPO－AVISMA（3.2万）
联
哈萨克斯坦：UK－TMP工厂（2.3 万）
体 乌克兰：Z-TMC工厂（1.2万）
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俄罗斯： VSMPO－AVISMA（6万）
12
2、世界海绵钛产量及产能预测（t）
美国 乌克兰 哈萨克斯坦 俄罗斯
日本 中国
2005
2006
2007
产能 产量 产能 产量
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27
钛合金制飞机发动机
风扇 钛合金
低压压气机 钛合金
高压压气机 钛合金
低压涡轮叶片后2级 -TiAl合金48-2-2
燃烧室 镍基合金
高压涡轮 镍基合金
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28
3、钛在航天工业中的应用
钛在航天工业中起到了减轻发射重量、增加 射程和节省费用的作用，是航天工业的热门 材料。在火箭、导弹和航天工业中可用作压 力容器、燃料贮箱、火箭发动机壳体、火箭 喷嘴套管、人造卫星外壳、载人宇宙飞船船 舱（蒙皮及结构骨架）、起落架、登月舱、 推进系统等。
11、钛在其它方面的应用
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1、钛的应用概况
飞机 火箭 导弹 卫星飞船
化工
一
冶金
般
汽车 建筑 ……
工 业
太空 陆地
Ti
海洋
人体 日用品
舰船 核潜艇 深潜器 海上建筑 海上养殖 采油采矿 海水淡化
医疗器械 植入体
生活用品 工艺品 体育用品
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1、钛的应用概况
钛具有十分优异的性能，因而得到了广泛应用。
地区/单位
大型建设项目
云南楚雄、昆钢
海绵钛1万吨，钛材2万吨、钛白6万吨
湖南金天
钛材7000吨
河南双瑞
海绵钛1万吨，钛材5000吨，精铸300万件
宝钢
钛材1万吨
唐山天赫
海绵钛1.5万吨
辽宁和世泰
钛材5000吨
辽宁抚钢
钛材2000吨
黑龙江佳木斯
海绵钛3万吨
宁夏东方钽业
钛材3000吨
上海桦厦
钛材3000吨
其应用领域主要有： 航空航天、舰船制造、化工石化、交通运输、兵器、 海洋、电力、建筑、冶金、医疗、运动器械、生活 用品和轻工业等。
美国和俄罗斯的大部分钛加工材是应用在航空航天 领域，约占80%左右，与之相反的是，日本和中国 则是将80%应用于化工、一般民用工业及民生用品 领域。
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20
重的地位。
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33
4、1 核潜艇
俄罗斯台风级核潜艇共用钛材9000t
ppt课件
34
俄罗斯核潜艇群
潜艇钛合金声纳导航罩 特点：耐蚀、透声性好
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35
4、2 深潜器、救援艇，舰船部件
美国、日本、法国先后都建造深潜器，采用 钛和钛合金制造耐压壳体。其中，Ti-6Al2Nb-1Ta-0.8Mo合金用于制造美国Aivin号、 Sea-Cliff号深潜器的壳体； Ti-6Al-4V ELI 合金用于法国SM97号、美国Aivin号的浮力球、 日本“深海2000”号、美国海军深海救援艇 （DSRV）的壳体、浮力球等。
15ppt课件44中国钛产业动向地区单位大型建设项目云南楚雄昆钢海绵钛1万吨钛材2万吨钛白6万吨湖南金天钛材7000吨河南双瑞海绵钛1万吨钛材5000吨精铸300万件宝钢钛材1万吨唐山天赫海绵钛15万吨辽宁和世泰钛材5000吨辽宁抚钢钛材2000吨黑龙江佳木斯海绵钛3万吨宁夏东方钽业钛材3000吨上海桦厦钛材3000吨16ppt课件中国钛地图海绵钛产地钛材产地17ppt课件四钛在国内外各行业的应用11钛的应用概况66钛在汽车行业的应用22钛在航空工业的应用77钛在体育休闲业的应用33钛在航天工业的应用88钛在医疗行业的应用44钛在舰船制造业应用99钛在建筑行业的应用55钛在化工行业的应用10钛在电力行业的应用11钛在其它方面的应用18ppt课件ti陆地太空飞机火箭导弹卫星飞船人体日用品医疗器械植入体生活用品工艺品体育用品海洋舰船核潜艇深潜器海上建筑海上养殖采油采矿海水淡化一般工业化工冶金汽车建筑
近几年我国海绵钛和钛材的消费量（ｔ）
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11
3、世界钛产业动向
1、生产企业
海绵钛生产企业和产能 钛材生产企业和钛锭产能
美
Tｉｍｅｔ(1.6万）
国
ATI（ 1.9万）
Tｉｍｅｔ（3.2万） ATI（3万） RTI（0.8万）
日 住友钛（3.2万、1万吨）
神户制钢（1.3万吨）、住友
本 东邦钛公司（2.6万、1.9万吨） 金属和新日铁公司
近十年我国海绵钛和钛材的产量（ｔ）
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10
中国钛行业的发展现状
消费量（ｔ）
60000
40000
20000
0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
海绵钛 5215 6879 6588 9344 16634 40552 39754 41860 钛材 6237 7508 10629 9017 13985 19728 24068 23306
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32
4、1 核潜艇
俄罗斯在建造钛合金核潜艇研究和制造技术上，处
于国际领先地位，也是用钛合金最先建造耐压壳体
的国家。高峰时期，潜艇用钛合金厚板和管材的年
需求量曾达万吨。从20世纪60年代起，俄罗斯研制
的核潜艇已有4代，世界第一艘K162号全钛核潜艇
于1968年12月下水，己运行了30多年。俄罗斯于
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14
4、中国钛产业动向
（1）钛产业已向全国扩展，星罗棋布
除新疆和西藏外，其它各省市都有钛产业
钛产业竞争激烈
（2）扩建和新建中的大型钛项目很多
海绵钛5000吨/年以上有10家
总产能超过10多万吨
加工材5000吨/年以上有12家，钛熔铸
能力超过10万吨/年。
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15
4、中国钛产业动向
A380客机用钛146吨
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25
空客A380各部位用钛介绍：
内襟翼之间的 轴与机翼
折叶轨滚道
吊舱 蒙皮 附口 连接环翼 前隔板
后缘 轴部件 折叶3个加强筋
可焊缝翼(条)轨 部分着陆装置
前缘 前支架
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推进部件
部分吊架 26
Ti1023钛合金在A380飞机起落架上应用
单重3210kg,世界最大的钛锻件
10000
0 2000
海绵钛 1905 钛材 2000
2001 2463 3646
2002 3328 5482
2003 4112 7080
2004 4809 9292
2005 9511 9963
2006 2007 2008 2009 18037 45200 49632 40785 12808 23640 27737 24965
合计
107950 101950 142800 125800 171200 200000 251000 267000 297000
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3、近三年世界钛加工材产量
2007年 国别
产量（t） 比例%
美国 33200 29.0 日本 19087 16.7 独联体 27540 24.1 欧洲 11000 9.6 中国 23640 20.6 合计 114467 100
金属元素名称 Al
Fe Mg Ti
丰度
8.13 5.0 2.09 0.44
Ti丰度为Ni、Zn、Cu、Co、Pb、Sn、W、Mo、Sb、Ag、Pd、Au等 12种金属总丰度的10倍
（2）钛矿以钛铁矿为主，占94%
钛铁矿 6.8亿吨
中国最丰富
金红矿 0.4亿吨
中国少
合计 7.2亿吨
ppt课件
5
（3）钛铁矿储量中国第一
3.20
34.1
2.49
26.5
1.80
19.1
1.20

12.8
0.70
7.5
9.39
100
2003年 5.82万吨
2008年 12.93万吨
增长率 122%
近五年，世界钛材产量增长迅速 ppt课件
世界排名 1 2 3 4 5
9
中国钛行业的发展现状
产量（ｔ）
50000
40000
30000
20000
1795年,德国化学家 Martin Heinrich Klaproth 分解出氧化钛
1910年,才提炼出金属钛
1932年,卢森堡化学家W J Kroll实现了 钛的工业化制取
至今,仍然用”Kroll” 法生产海绵钛
ppt课件
3
一、钛 的 历 史
钛的发展和应用历程
ppt课件
4
二、钛 的 资 源
（1）钛储量丰富，结构金属中仅次于Al、Fe、Mg，居第四位。
1970年建造第一艘“ALFA” 级核潜艇，70-80年代
又相继造了6艘，每艘用钛约3000 t，最大下潜深
度914 m。最典型的俄罗斯台风级核潜艇，其双层
外壳共用钛9000 t，其最大下潜深度500 m，持续
潜航时间达到120天。该艇于1977年开工建造，
1981年服役，在俄罗斯军事防御工程中具有举足轻
2008年 产量 比例 （t） % 43000 33.1 18000 13.8 27000 20.8 14000 10.8 27700 21.4 129700 100
2009年
产量 （t）
比例%
32000 34.0
12000 12.8
18000 19.2
7000 7.4
24965 26.6
93965 100
近年来世界钛材的主要应用领域 （军用、民用客机及一般工业）用钛量及预测
世界钛材p需pt课求件 量及预测
21
近年来我国钛材在不同领域的应用比例
50 40 30 20 10 0
化工 航空航天
船舶 冶金 电力 医药 制盐 海洋工程 体育休闲 其它
2006年 2007年 2008年 2009年
ppt课件
ppt课件
6
三、钛 的 特 性
钛的称谓： 战略金属 正在崛起第三金属 空间金属、海洋金属、人体植入金属、全能金属 21世纪金属
高性能结构金属 比强度最大的金属 钛的三大特点：
性能优、储量大、用途广，潜在市场巨大
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7
四、钛 的 发 展
1、海绵钛生产：海绵钛产量（2009）
国家 中国 俄罗斯 日本 哈萨克斯坦 美国 乌克兰 合计