สรุปความรู้ที่เกี่ยวข้องกับโลหะไทเทเนียม

โลหะไทเทเนียมถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2334 โดยนักแร่วิทยาสมัครเล่นชาวอังกฤษชื่อ Gregor ในปี ค.ศ. 1795 Klaprus นักเคมีชาวเยอรมันตั้งชื่อสารโลหะที่ไม่รู้จักนี้ตามชื่อเทพเจ้าไททันของกรีก คำแปลภาษาจีนเป็นภาษาอังกฤษคือ "ไทเทเนียม" ไทเทเนียมมีอยู่มากมายบนโลก มีแร่ไทเทเนียมที่รู้จักมากกว่า 140 ชนิด แต่การใช้งานทางอุตสาหกรรมหลักคือแร่ไททาเนียมและรูไทล์ ในหมู่พวกเขา เงินสำรอง ilmenite ของจีนคิดเป็น 28% ของทุนสำรองทั่วโลก ซึ่งอยู่ในอันดับที่หนึ่งของโลก

ไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบที่ไม่เป็นพิษซึ่งเป็นที่ยอมรับทั่วโลก แต่ต้นทุนการขุดและการผลิตนั้นสูงและแพง เนื่องจากมีคุณสมบัติหลายประการ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ ทนต่อกรดและด่างแก่ ความแข็งแรงสูง และความหนาแน่นต่ำ จึงกลายเป็นวัสดุพิเศษสำหรับจรวดและโมเดลดาวเทียมของ NASA มันยังถูกใช้ในเรือบรรทุกเครื่องบิน Yutu, J-20, Shandong ในประเทศของฉัน และโครงการพิเศษอื่นๆ หลังจากเข้าสู่วงการพลเรือนในช่วงทศวรรษ 1980 ก็กลายเป็น "ราชาแห่งโลหะกิตติมศักดิ์" ในอุตสาหกรรมอาหาร เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและไบโอฟิลิกตามธรรมชาติ
อุตสาหกรรมไทเทเนียมในประเทศของฉันเริ่มต้นในปี 1950 ในช่วงกลาง-1960 ประเทศของฉันได้สร้างฟองน้ำไทเทเนียมและโรงงานแปรรูปและผลิตไทเทเนียมในซุนยี่และเป่าจี ตามลำดับ ซึ่งหมายความว่าประเทศของฉันได้กลายเป็นหนึ่งในมหาอำนาจในอุตสาหกรรมไทเทเนียมของโลก เข้าสู่ศตวรรษที่ 21 อุตสาหกรรมไทเทเนียมในประเทศของฉันได้เข้าสู่ยุคใหม่ของการพัฒนาแบบเร่ง โดยกำลังการผลิตไทเทเนียมอยู่ในอันดับต้นๆ ของโลก

ไทเทเนียมบริสุทธิ์
เรียกอีกอย่างว่าไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมหรือไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ โดยจะจัดเกรดตามเนื้อหาขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ มีประสิทธิภาพกระบวนการปั๊มและประสิทธิภาพการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม ไม่ไวต่อการรักษาความร้อนและประเภทโครงสร้าง และมีความแข็งแรงบางอย่างภายใต้สภาวะความเป็นพลาสติกที่น่าพอใจ ความแข็งแรงของมันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของออกซิเจนและไนโตรเจนขององค์ประกอบคั่นระหว่างหน้า คุณสมบัติของไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม 99.5% คือ: ความหนาแน่น P=4.5g/cm3, จุดหลอมเหลว 1800 องศา , ค่าการนำความร้อน laz=15.24W/(MK), ความต้านทานแรงดึง σb=539 MPa, การยืดตัว: δ=25%, การหดตัวของพื้นที่ อัตรา ψ=25%, โมดูลัสยืดหยุ่น E=1.078×105MPa และความแข็ง HB195
โลหะผสมไทเทเนียม
โลหะผสมไทเทเนียมเป็นโลหะผสมที่มีพื้นฐานจากไทเทเนียมและเติมด้วยองค์ประกอบอื่นๆ มันเป็นโลหะที่ค่อนข้างใหม่ ซึ่งมีอายุเพียงหกสิบหรือเจ็ดสิบปีนับตั้งแต่มีการค้นพบ วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมมีลักษณะน้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ความยืดหยุ่นต่ำ ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อการกัดกร่อน ส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องยนต์อากาศยาน จรวด ขีปนาวุธ และส่วนประกอบอื่นๆ ไทเทเนียมมีผลึกไอโซมอร์ฟิกสองตัว ไทเทเนียมเป็นไอโซเมอร์ที่มีจุดหลอมเหลว 1,720 องศา มีโครงสร้างขัดแตะหกเหลี่ยมที่อัดแน่นต่ำกว่า 882 องศาและเรียกว่าไทเทเนียม มีโครงสร้างที่มีลำตัวเป็นศูนย์กลางเหนือระดับ 882 โครงสร้างตาข่ายลูกบาศก์เรียกว่าเบต้าไทเทเนียม ใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะที่แตกต่างกันของโครงสร้างไทเทเนียมทั้งสองข้างต้น เพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมที่เหมาะสม และค่อยๆ เปลี่ยนอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเฟสและปริมาณเฟสเพื่อให้ได้โลหะผสมไทเทเนียม (โลหะผสมไทเทเนียม) ที่มีโครงสร้างต่างกัน
องค์ประกอบของโลหะผสมไทเทเนียมสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามอิทธิพลที่มีต่ออุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส: 1 องค์ประกอบที่ทำให้เฟสคงที่และเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสนั้นเป็นองค์ประกอบที่เสถียร เช่น อลูมิเนียม แมกนีเซียม ออกซิเจน ไนโตรเจน ฯลฯ ในจำนวนนั้น อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบผสมหลักของโลหะผสมไทเทเนียม มีผลอย่างเห็นได้ชัดในการปรับปรุงความแข็งแรงของโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงและปกติ ลดความถ่วงจำเพาะ และเพิ่มความยืดหยุ่น 2. องค์ประกอบที่ทำให้เฟสคงที่และลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสลงคือ - องค์ประกอบที่ทำให้เสถียร สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ isomorphous และ eutecoid อดีตประกอบด้วยโมลิบดีนัม ไนโอเบียม วานาเดียม ฯลฯ ; อย่างหลังประกอบด้วยโครเมียม แมงกานีส ทองแดง ซิลิคอน ฯลฯ 3 องค์ประกอบที่มีผลเพียงเล็กน้อยต่ออุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสคือองค์ประกอบที่เป็นกลาง รวมถึงเซอร์โคเนียม ดีบุก ฯลฯ

TA1 (อเมริกันสแตนดาร์ด Gr1)
ไทเทเนียม Gr1 เป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมเกรดแรกจากสี่เกรด เป็นเกรดที่อ่อนที่สุดและอ่อนตัวได้มากที่สุด มีความสามารถในการขึ้นรูปสูงสุด ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และความเหนียวทนแรงกระแทกสูง เกรด 1 เป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการการขึ้นรูปที่ง่ายดาย และมักใช้เป็นแผ่นไทเทเนียมและท่อไทเทเนียม
เกรด TA2 (American Standard Gr2)
ไทเทเนียมเกรด 2 เป็นที่รู้จักในชื่อ "ม้าเทียม" ของอุตสาหกรรมไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ เนื่องจากมีความสามารถรอบด้านและมีจำหน่ายในวงกว้าง มีคุณสมบัติหลายประการเช่นเดียวกับไทเทเนียมเกรด 1 แต่มีความแข็งแกร่งกว่าเล็กน้อย ทั้งสองมีความต้านทานการกัดกร่อนเท่ากัน เกรดนี้มีความสามารถในการเชื่อม ความแข็งแรง ความเหนียว และขึ้นรูปได้ดี ทำให้แท่งและเพลทไทเทเนียมเกรด 2 เป็นตัวเลือกแรกสำหรับการใช้งานหลายประเภท รวมถึงอุตสาหกรรมก่อสร้าง การผลิตไฟฟ้า และอุตสาหกรรมการแพทย์
เกรด TA3 (American Standard Gr3)
เกรดนี้ใช้เกรดไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์เป็นอย่างน้อย แต่ก็ไม่ได้ทำให้มีคุณค่าน้อยลงแต่อย่างใด เกรด Gr3 มีความแข็งแกร่งกว่าเกรด Gr1 และ Gr2 และมีความเหนียวใกล้เคียงกันแต่สามารถขึ้นรูปได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่มีคุณสมบัติทางกลสูงกว่ารุ่นก่อน เกรด Gr3 ใช้ในงานที่ต้องการความแข็งแรงปานกลางและทนต่อการกัดกร่อนเบื้องต้น เช่น การบินและอวกาศ การแปรรูปทางเคมี อุตสาหกรรมทางทะเล ฯลฯ
เกรด TA4 (American Standard Gr4)
เกรด Gr4 ถือเป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ที่แข็งแกร่งที่สุดในบรรดาสี่ประเภท เป็นที่รู้จักในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ขึ้นรูปได้ดี และเชื่อมได้ ใช้ในส่วนประกอบของเฟรมเครื่องบิน ภาชนะแช่แข็ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการความละเอียดสูง
เกรด TA9 (American Standard Gr7)
เกรด Gr7 มีกลไกและทางกายภาพเหมือนกับเกรด 2 ยกเว้นว่ามีการเพิ่มธาตุแพลเลเดียมคั่นระหว่างหน้าเพื่อทำให้เป็นโลหะผสม เกรด 7 มีความสามารถในการเชื่อมและประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม และทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีที่สุดในบรรดาโลหะผสมไทเทเนียมทั้งหมด ในความเป็นจริงมันเป็นกรดรีดิวซ์ที่ทนต่อการกัดกร่อนได้มากที่สุด ระดับ 7 ใช้สำหรับกระบวนการทางเคมีและส่วนประกอบอุปกรณ์การผลิต Gr7 มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด
เกรด TA9-1 (American Standard Gr11)
เกรด Gr11 นั้นคล้ายคลึงกับเกรด Gr1 มาก ยกเว้นว่าจะมีการเติมแพลเลเดียมจำนวนเล็กน้อยเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ทำให้เป็นโลหะผสม ความต้านทานการกัดกร่อนนี้สามารถใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของรอยแยกและลดกรดในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อื่นๆ ได้แก่ ความเหนียวที่เหมาะสม การขึ้นรูปเย็น ความแข็งแรงที่เป็นประโยชน์ ความเหนียวในการกระแทก และความสามารถในการเชื่อมที่ดีเยี่ยม โลหะผสมนี้สามารถนำไปใช้ในการใช้งานแบบเดียวกับไทเทเนียมเกรด 1 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ต้องมีการกัดกร่อน
Ti 6Al-4V (มาตรฐานแห่งชาติ TC4, American Standard Gr5) เกรด
Ti6Al-4V หรือไทเทเนียมเกรด 5 เป็นที่รู้จักในชื่อ "เทียม" ของโลหะผสมไทเทเนียม และเป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันมากที่สุด คิดเป็น 50% ของการใช้ไทเทเนียมทั้งหมดของโลก การใช้งานมีประโยชน์หลายประการ Ti6Al-4V สามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อเพิ่มความแข็งแรงได้ สามารถใช้กับโครงสร้างเชื่อมที่มีอุณหภูมิใช้งานสูงถึง 600 องศา F โลหะผสมมีความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา ขึ้นรูปได้ดี และทนต่อการกัดกร่อนสูง ความพร้อมใช้งานของ Ti6AI-4V ทำให้เป็นโลหะผสมที่ดีที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมหลายประเภท รวมถึงอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การแพทย์ ทางทะเล และกระบวนการแปรรูปทางเคมี สามารถใช้เพื่อสร้างเนื้อหาทางเทคนิคเช่น:

กังหันเครื่องบิน
ชิ้นส่วนเครื่องยนต์
ชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องบิน
รัดการบินและอวกาศ
ชิ้นส่วนระบบอัตโนมัติประสิทธิภาพสูง
การใช้งานทางทะเล
อุปกรณ์กีฬา
Ti 6AL-4V ELI (มาตรฐานแห่งชาติ TC4ELI, American Standard Gr23) ระดับ
Ti 6AL-4V เกรด ELI หรือ Gr23 เป็นรูปแบบที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าของ Ti 6Al-4V สามารถทำเป็นม้วน เกลียว ลวด หรือลวดแบนก็ได้ เป็นตัวเลือกแรกสำหรับทุกโอกาสที่ต้องการความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และความเหนียวสูง มีความทนทานต่อความเสียหายที่ดีเยี่ยมกับโลหะผสมอื่น ๆ ข้อดีเหล่านี้ทำให้เกรด Gr23 เป็นเกรดไทเทเนียมทางการแพทย์และทันตกรรมขั้นสูงสุด เนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความแข็งแรงเมื่อยล้าที่ดีและโมดูลัสต่ำ จึงสามารถใช้ในการใช้งานด้านชีวการแพทย์ เช่น ส่วนประกอบที่ฝังได้ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับขั้นตอนการผ่าตัดโดยละเอียด เช่น:
สายออร์โธปิดิกส์
หมุดและสกรูเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก
การผูกมัด
ในการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเทียม
ภาชนะแช่แข็ง
อุปกรณ์จัดฟัน
การปลูกถ่ายศัลยกรรม
อุปกรณ์ตรึงกระดูก
เกรด TA10 (American Standard Gr12)
โลหะผสมไทเทเนียมเกรด Gr12 ได้รับคะแนน "ดีเยี่ยม" เนื่องจากมีความสามารถในการเชื่อมคุณภาพสูง เป็นโลหะผสมที่มีความทนทานสูงซึ่งให้ความแข็งแรงที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง ไทเทเนียมเกรด Gr12 มีคุณสมบัติคล้ายกับเหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 โลหะผสมสามารถขึ้นรูปร้อนหรือเย็นได้โดยใช้การอัดขึ้นรูป การไฮโดรฟอร์ม การยืดขึ้นรูป หรือวิธีการลดน้ำหนัก ความสามารถในการขึ้นรูปได้หลากหลายวิธีทำให้มีประโยชน์ในการใช้งานหลายอย่าง ความต้านทานการกัดกร่อนสูงของโลหะผสมยังทำให้มีค่าอันล้ำค่าสำหรับอุปกรณ์การผลิตที่ต้องคำนึงถึงการกัดกร่อนของรอยแยก เกรด Gr12 สามารถใช้ในอุตสาหกรรมและการใช้งานต่อไปนี้:
ที่อยู่อาศัยและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
การใช้งานทางไฮโดรเมทัลโลหการ
การผลิตสารเคมีที่อุณหภูมิสูง
ส่วนประกอบทางทะเลและการบิน
ไทเทเนียม 5Al-2.5Sn
Ti 5Al-2.5Sn เป็นโลหะผสมที่ไม่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมและมีเสถียรภาพได้ดี นอกจากนี้ยังมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และต้านทานการคืบคลานได้ดี คืบคลานเป็นปรากฏการณ์ความเครียดพลาสติกที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน Ti 5Al-2.5Sn ใช้เป็นหลักในการใช้งานบนเครื่องบินและโครงเครื่องบิน เช่นเดียวกับการใช้งานแบบแช่แข็ง

แม้ว่าวัสดุโลหะผสมไททาเนียมและไททาเนียมจะมีปริมาณสำรองอยู่มาก แต่ก็มีราคาแพงมาก เนื่องจากไททาเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีน้อยมากภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง และเทคโนโลยีการถลุงแร่และสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงานก็รุนแรงมาก จะต้องหลอมภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและสุญญากาศ และอุณหภูมิมักจะสูงกว่า 800 องศา ซึ่งยากต่อการหลอมมากกว่าเหล็ก ดังนั้น เมื่อพูดถึงโลหะผสมไทเทเนียม ผู้คนจึงคิดว่าเป็นวัสดุโลหะระดับไฮเอนด์ที่มีผลผลิตต่ำ ราคาสูง และมีการใช้งานน้อย
ในปัจจุบัน เนื่องจากคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของโลหะผสมไทเทเนียม เช่น น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และทนต่ออุณหภูมิสูง วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอาวุธที่ล้ำสมัยและอาวุธประจำชาติในประเทศต่างๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหมาะสำหรับใช้ในด้านการบินและอวกาศ ตัวอย่างของขอบเขตการใช้งานได้แก่:

อุตสาหกรรมเคมี
⑴อุตสาหกรรมโซดาแอช
การเกิดขึ้นของตู้เย็นไทเทเนียมในอุตสาหกรรมการผลิตอัลคาไลสามารถแก้ปัญหาก๊าซคลอรีนที่ไม่ผ่านการรับรองซึ่งเกิดจากกระบวนการทำความเย็นแบบดั้งเดิมที่ไม่สมเหตุสมผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกัน ก็ได้เปลี่ยนโฉมหน้าการผลิตของอุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล อายุการใช้งานของตู้เย็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ลงทุนอาจยาวนานถึง 20 ปี
⑵ อุตสาหกรรมเกลือ
ปัจจุบันกระบวนการผลิตเกลือขั้นสูงคือการผลิตเกลือสุญญากาศ น้ำเกลือเข้มข้นที่อุณหภูมิสูงที่ผลิตโดยกระบวนการนี้จะทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อโครงสร้างเหล็กคาร์บอนและทำให้อุปกรณ์หยด ห้องทำความร้อนและห้องระเหยใช้โครงสร้างคอมโพสิตเหล็กไทเทเนียม ซึ่งสามารถป้องกันตะกรันเกลือและปรับปรุงคุณภาพการผลิตเกลือได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็สามารถลดการกัดกร่อนของน้ำเกลือที่มีความเข้มข้นสูงบนผนังท่อในระหว่างกระบวนการระเหยและยืดอายุรอบการบำรุงรักษาได้
สาขาการบินและอวกาศ
⑴อุตสาหกรรมการบิน
การใช้โลหะผสมไทเทเนียมในการบินแบ่งออกเป็นโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับโครงสร้างเครื่องบินและโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับโครงสร้างเครื่องยนต์ ส่วนการใช้งานหลักของชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผสมไทเทเนียมของเครื่องบิน ได้แก่ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ลงจอด เฟรม คาน สกินลำตัว แผ่นป้องกันความร้อน ฯลฯ เครื่องบิน IL{{0}} ของรัสเซียใช้โลหะผสมไทเทเนียม BT22 ที่มีความแข็งแรงสูงในการผลิตกุญแจ ส่วนประกอบต่างๆ เช่น ล้อลงจอด และคานรับน้ำหนัก วัสดุคานส่งกำลังของล้อลงจอดหลักของโบอิ้ง 747 คือ Ti-6Al-4V การตีเหล็กมีความยาว 6.20 เมตร กว้าง 0.95 เมตร หนัก 1,545 กิโลกรัม ส่วนสำคัญของเพลากันโคลงแนวนอนของเครื่องบิน C-17 ทำจากโลหะผสมไทเทเนียม Ti-62222S ที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวสูง ในเครื่องยนต์การบินและอวกาศ โลหะผสมไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในจานคอมเพรสเซอร์ ใบมีด ดรัม โรเตอร์คอมเพรสเซอร์แรงดันสูง เคสคอมเพรสเซอร์ ฯลฯ ขอบนำและส่วนปลายของใบพัดลมเครื่องยนต์ Boeing 747-8GENX ใช้ปลอกป้องกันโลหะผสมไทเทเนียม ซึ่งสามารถเปลี่ยนได้เพียงสามครั้งภายในอายุการใช้งาน 10- ปี
⑵อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
สภาพการทำงานของยานพาหนะการบินและอวกาศนั้นรุนแรงมาก นอกจากเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมที่จำเป็นสำหรับการออกแบบโครงสร้างของวัสดุแล้ว ประสิทธิภาพและฟังก์ชันที่เป็นเลิศของวัสดุเองก็มีความสำคัญเช่นกัน ดังนั้นโลหะผสมไททาเนียมจึงโดดเด่นท่ามกลางวัสดุหลายชนิด ในแง่ของอุปกรณ์การบินและอวกาศ ในทศวรรษปี 1960 ห้องนักบินคู่และปีกห้องโดยสารสุญญากาศและซี่โครงของโครงการ US Apollo ทำจาก Ti-5Al-2.5Sn และซับในทำจาก ไทเทเนียมบริสุทธิ์ จัดทำโดยบริษัท MT Aerospace ของเยอรมนี ถังเชื้อเพลิงระบบขับเคลื่อนโลหะผสม Ti-15V-3Cr ความแข็งแรงสูงถูกใช้บนแพลตฟอร์มดาวเทียมสื่อสาร Alpha Alpha ของยุโรป โลหะผสมไทเทเนียมของรัสเซียมีการใช้งานมากมายในด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศ ตัวอย่างเช่น รถส่งพลังงานใช้โลหะผสมไทเทเนียม BT23 การตีขึ้นรูปขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนัก 3.5 ตันและการตีขึ้นรูป นอกจากนี้ โลหะผสมไทเทเนียมยังใช้ในถังเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลว ถังเก็บของเหลวแบบแช่แข็ง ใบพัดปั๊มถ่ายเทไฮโดรเจนเหลว เป็นต้น
ในทำนองเดียวกัน ในการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิศวกรรมการบินและอวกาศในประเทศ โลหะผสมไทเทเนียมก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นกัน ตั้งแต่ดาวเทียมวอสตอค-1 ในปี 1970 ไปจนถึงยานอวกาศรุ่นเสินโจว ยานสำรวจฉางเอ๋อ ฯลฯ มีการใช้โลหะผสมไทเทเนียม นอกจากนี้ โลหะผสมไทเทเนียมยังใช้ในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจนเหลวที่พัฒนาในประเทศของเรา ถังก๊าซโลหะผสมไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn ELI อุณหภูมิต่ำถูกนำมาใช้ในยานพาหนะปล่อยก๊าซซีรีส์ Long March; สถาบันเทคโนโลยีฮาร์บินใช้โลหะผสมไทเทเนียม Gr5 เพื่อเตรียมขอบล้อรถแลนด์โรเวอร์ นอกจากนี้ ประเทศของฉันยังใช้โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง เช่น BT20 เพื่อผลิตปลอกเครื่องยนต์ขีปนาวุธ และหัวฉีด ท่อ และส่วนประกอบอื่นๆ
สนามเรือ
โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเรือดำน้ำนิวเคลียร์, เรือดำน้ำลึก, เรือตัดน้ำแข็งปรมาณู, เรือไฮโดรฟอยล์, เรือโฮเวอร์คราฟท์, เรือกวาดทุ่นระเบิด, ใบพัด, เสาอากาศแส้, ท่อส่งน้ำทะเล, คอนเดนเซอร์, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, อุปกรณ์อะคูสติก, อุปกรณ์ดับเพลิง ฯลฯ เด่น ตัวอย่างเช่น เรือดำน้ำลึกสัญชาติอเมริกัน "Haiya" ติดตั้งห้องสังเกตการณ์และห้องควบคุมโลหะผสมไทเทเนียม โดยมีความลึกในการดำน้ำสูงถึง 6,100 เมตร เรือเร็วไทเทเนียมทั้งหมด "Morris Sky 2" ที่สร้างร่วมกันโดยบริษัท Toho Titanium ของญี่ปุ่นและ Fuji New Shipbuilding ได้รับความนิยมอย่างมากในสหรัฐอเมริกามาระยะหนึ่งแล้ว เรือดำน้ำที่มีคนขับซึ่งออกแบบเองและบูรณาการด้วยตนเองแห่งแรกในประเทศของฉัน "Jiaolong" ก็ใช้โลหะผสมไทเทเนียมเช่นกัน ขอบเขตการดำเนินงานของ "เจียวหลง" ครอบคลุม 99.8% ของพื้นที่ทะเลทั่วโลก

แม้ว่าไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมจะมีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ปัญหาที่มีอยู่ก็ได้รับการเปิดเผยเช่นกัน และการพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมก็เผชิญกับความท้าทายอย่างมากเช่นกัน สะท้อนให้เห็นเป็นหลักในสามด้านต่อไปนี้:
1) จากมุมมองของผลลัพธ์
แม้ว่าประเทศของเราจะเป็นประเทศใหญ่ในอุตสาหกรรมไทเทเนียม แต่ก็ไม่ได้ผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงมากนัก และมีผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมที่มีคุณสมบัติพิเศษน้อยกว่าประเภทต่างๆ ประการที่สอง ประเทศของฉันยังคงไม่สามารถผลิตแถบไทเทเนียมและโปรไฟล์อัดขึ้นรูปไทเทเนียมจำนวนมากได้อย่างมีเสถียรภาพ ซึ่งจำกัดการใช้ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมในสาขาการบินและอวกาศ การพัฒนาและการใช้ประโยชน์ทางทะเลและด้านอื่นๆ ยังคงเป็นเรื่องยากมากที่จะเพิ่มการใช้ไทเทเนียมของเครื่องยนต์อากาศยานเป็นประมาณ 50%
2) ประสิทธิภาพ
เนื่องจากโลหะไททาเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูงและปนเปื้อนได้ง่ายจากองค์ประกอบอื่นๆ เทคโนโลยีการแปรรูปและการผลิตโลหะผสมไททาเนียมจึงเป็นที่ต้องการอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงที่ผ่านการแปรรูปจำเป็นต้องพิจารณาคุณสมบัติทางกล กายภาพ เคมี และกระบวนการอย่างครอบคลุม เมื่อโลหะผสมไททาเนียมที่มีอยู่มีอุณหภูมิสูงกว่า 600 องศา ความต้านทานการคืบคลานและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงจะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญสองประการที่จำกัดการใช้โลหะผสมไทเทเนียมในวงกว้าง
3) ด้านต้นทุน
ปัจจุบัน ประเทศต่างๆ กำลังทำงานอย่างหนักเพื่อลดต้นทุนการใช้โลหะผสมไทเทเนียม และได้ผลลัพธ์มากมาย แต่เมื่อพิจารณาจากสถานการณ์ปัจจุบันในประเทศของเราแล้ว ระดับการจัดการและเทคนิคของประเทศเรายังไม่ถึงระดับที่เหมาะสมที่สุด ราคาของผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมในประเทศค่อนข้างมีการแข่งขันในระดับสากล ไม่ดีและไม่เอื้อต่อการขยายการใช้งานต่อไป
ปัจจุบันการใช้งานหลักของโลหะผสมไทเทเนียม ได้แก่ การบินและอวกาศและการทหารอื่นๆ การพัฒนาด้านการใช้งานใหม่ๆ เช่น รถยนต์ รถไฟ รถไฟความเร็วสูง และด้านพลเรือนที่ใช้กันทั่วไปในชีวิตประจำวัน ยังคงมีแนวโน้มการใช้งานในวงกว้าง นอกจากนี้ การแทนที่องค์ประกอบโลหะผสมที่มีราคาแพงด้วยองค์ประกอบที่มีราคาต่ำกว่า และการลดต้นทุนของชิ้นส่วนโลหะผสมไทเทเนียมด้วยวิธีทางเทคนิค ถือเป็นหัวข้อสำคัญในงานวิจัยโลหะผสมไทเทเนียมในอนาคต หลังจากประสบความสำเร็จในการผลิตโลหะผสมไทเทเนียมสำหรับการใช้งานระดับไฮเอนด์ด้วยต้นทุนต่ำในอนาคต โลหะผสมไทเทเนียมจะถูกนำไปใช้ในด้านต่างๆ