Ứng dụng của Titan
Để giảm gánh nặng gây ra bởi chi phí cao của ứng dụng titan, một mặt, công nghệ xử lý titan còn lại đã được phát triển, mặt khác, hình thành lưới gần, hình thành siêu dẻo, đúc chính xác và luyện kim bột, và áp suất đẳng nhiệt nóng và kết nối khuếch tán được phát triển. Ví dụ, các sản phẩm luyện kim bột được xử lý bằng cách làm bột, hình thành, thiêu kết hoặc củng cố áp suất đẳng nhiệt nóng gần như là các bộ phận hình thành ròng, với tỷ lệ sử dụng vật liệu lên tới 80%, không chỉ làm giảm tiêu thụ vật liệu mà còn làm giảm số lượng cắt. Ví dụ, việc áp dụng công nghệ đúc chính xác vách mỏng lớn trong hợp kim titan làm cho tính chất của đúc titan gần với rèn titan và chi phí giảm khoảng 50%.
Các lĩnh vực tiêu thụ chính của titan và hợp kim titan là ngành hàng không đầu tiên. Trong những năm 1980, titan được sử dụng trong ngành hàng không Mỹ chiếm 74,8% tổng mức tiêu thụ titan. Nga, Anh và các vật liệu titan khác chủ yếu được sử dụng trong ngành hàng không và 90% titan ở Nhật Bản được sử dụng trong ngành công nghiệp dân dụng. Trong những năm gần đây, titan đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp phi hàng không vũ trụ, và hàng không vũ trụ vẫn chiếm "vị trí chính". Từ năm 1952 titan được sử dụng làm cabin động cơ và tường lửa trên Douglas dc-7, nhiều máy bay đã được làm bằng hợp kim titan. Các bộ phận titan đóng một vai trò quan trọng trong Boeing 757, chim đen siêu âm SR-71, máy bay phản lực F-22, vệ tinh không gian và tên lửa. Ví dụ, đĩa quạt và lưỡi động cơ trong máy bay được làm bằng đúc titan và rèn.
Lĩnh vực ứng dụng thứ hai của titan có liên quan đến việc sử dụng khả năng chống ăn mòn của nó. Số lượng quan trọng nhất là vật liệu điện cực được sử dụng để sản xuất kiềm clo. Tuổi thọ của cực dương titan gấp 10 lần cực dương than chì, làm cho công suất tăng gần 1 lần và tiết kiệm năng lượng là 15%. Sản lượng hàng năm của xút ăn da là 10000 tấn, và cần khoảng 5 tấn titan.
Titanium đã là một trong những tuyệt vời trong việc đóng tàu của ngành công nghiệp định vị. Mức tiêu thụ titan của mỗi tàu ngầm hạt nhân 6-7 3000 tấn do Liên Xô cũ sản xuất là 560 tấn (mức tiêu thụ titan của tàu ngầm lớp Alpha là hơn 908 tấn). Trong những năm gần đây, titan đã cho thấy sức mạnh lớn trong việc thăm dò và phát triển dầu khí ngoài khơi. Chỉ trong năm 1997-1999, châu Âu đã đầu tư 15 tỷ đô la vào phát triển dầu khí ở Biển Bắc, được sử dụng để chế tạo 21 tàu sản xuất bị đình chỉ và 64 nền tảng. Hệ thống an toàn cuộc sống của một nền tảng mới cần 50-500 tấn titan, khớp ứng suất hình nêm cần 50-100 tấn titan, thang máy có thể thu vào cần 400-1200 tấn titan và máy nâng cố định cần 1400-4200 tấn titan.
Trong ngành năng lượng, titan được gọi là bình ngưng và trao đổi nhiệt của thiết bị phát điện, chẳng hạn như Nhà máy điện Thái Châu, nhà máy nhiệt điện Kim Sơn Thượng Hải và Nhà máy điện Trấn Hải, tất cả đều có bình ngưng ống titan, với mức tiêu thụ titan khoảng 700 tấn. Tất cả các thiết bị ngưng tụ titan được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân Tần Sơn và Dayawan. Trong những năm gần đây, titan cũng đã được sử dụng rộng rãi trong sự phát triển địa nhiệt của các giếng địa nhiệt, cho thấy đầy đủ khả năng chống ăn mòn của chính nó. Trong môi trường ăn mòn nhiệt độ cao của nước muối địa nhiệt, các vật liệu khác phải được thay thế bằng titan vì tuổi thọ ngắn của chúng. Ưu điểm của titan là nó có thể cải thiện năng suất sản xuất nhiệt và tuổi thọ của giếng địa nhiệt. Từ những năm 1990, Hoa Kỳ bắt đầu tấn công một giếng địa nhiệt với nhiệt độ lên tới 300 °C ở khu vực Biển Salton, Nam California, cho đến khi 227 tấn ống liền mạch cán nóng của hợp kim ti-6al-4v-0.1ru đã được sử dụng. Người ta ước tính rằng lượng titan được sử dụng trong phát triển địa nhiệt trên toàn thế giới sẽ đạt 2400 tấn trong mười năm tới. Nếu titan được sử dụng trong nhà máy điện Yangbajing ở Tây Tạng, sự xuất hiện của nó sẽ được cải thiện rất nhiều.
Các hợp kim chính của khoan dầu khí ngoài khơi và phát triển địa nhiệt là ti-6al-4veli, Ti-3Al-2.5V, ti-6al-4v-0.1ru, ti-3al-2.5v-0.1ru và molypden chứa ti-38644 (ti-3al-8v-6cr-4zr-4mo). Ốc vít biển được làm bằng hợp kim ti-5111 (ti-5al-1sn-1zr-1v-0.8mo). Để đáp ứng nhu cầu của kỹ thuật hàng hải, chúng tôi đã phát triển các hợp kim như Ti75, Ti31 và ti631.
Theo thống kê, mức tiêu thụ titan của một nhà máy nhiệt điện 200000 kW là 90 tấn, và của một nhà máy điện hạt nhân là 80-100 tấn. Có thể thấy rằng lượng titan được sử dụng trong năng lượng và ăn mòn không thể bỏ qua.
Golf, vật liệu sinh học và sản xuất ô tô là ba ứng dụng mới đầy hứa hẹn của titan.
Trong lĩnh vực thể thao và giải trí, sự gia tăng tiêu thụ thiết bị golf khá kịch tính. Titan đã không tham gia vào lĩnh vực này vào năm 1993, và lượng titan được sử dụng vào năm 1997 tăng lên 4000 tấn. Lý do là titan được sử dụng làm câu lạc bộ bóng có độ bền cao, kết cấu nhẹ và tăng trung bình 20-30 yard (1 sân = 0,9144 mét) hoặc 15% khoảng cách đánh. Sự xuất hiện của các câu lạc bộ titan đã thêm 448 sân vận động mới vào năm 1998 tại Hoa Kỳ. Số lượng người chơi là 25 triệu (gần một nửa thế giới). Năm 1994, chỉ có 500 câu lạc bộ được bán, lên đến 190000 vào năm 1995 và 1,72 triệu vào năm 1997. Titanium có một nơi tuyệt vời trong các môn thể thao giải trí, chẳng hạn như trượt tuyết, xe trượt tuyết, rìu băng, móng vuốt băng và các tiện nghi leo núi khác.
Titan có khả năng tương thích sinh học tuyệt vời, hệ số giãn nở thấp, độ bền cao và không từ tính, và là một vật liệu hỗ trợ xương tuyệt vời. Trọng lượng của khớp hông cấy ghép bằng khoảng một nửa thép không gỉ và mô xương có thể được bám trực tiếp vào cấy ghép titan khi phát triển. Hợp kim titan cũng được sử dụng trong tái tạo khớp gối và răng giả. Theo thống kê, lượng titan được sử dụng trong trồng y tế là từ 600-1000 tấn mỗi năm. Ngoài ti-6al-4veli (oxy giải phóng mặt bằng cực thấp), các hợp kim titan như nhôm không có (không có độc tính cho thận và phổi) đã được phát triển, chẳng hạn như hợp kim titan (ti-2.75nb-15.2mo-0.34fe-0.18si-0.250), và tổng cộng 21s (ti-2.9nb-14-9mo-0.09fe-2.9al-0.22si-0.140), Ti-6Al-7Nb.
Việc sản xuất titan chi phí thấp và phát triển công nghệ xử lý bột titan đã có thể mở rộng ứng dụng titan cho ngành công nghiệp ô tô. Lò xo làm titan đã bắt đầu có mặt trên đường đua Công thức 1, đua xe máy và những chiếc xe Ferrari tiên tiến nhất