钛被称为继钢、铝之后而崛起的“第三金属”，因其机能良好，宽泛用于航空航天、化工冶金、能源电力、船舶和海洋工程、汽车、构筑、体育用品及医疗器械等行业。目前，世界上能进行钛工业出产的只有美国、俄罗斯、日本、中国和欧洲的少数国度，其中，以我国最具钛资源的优势。据统计，我国已探明占有8.7亿吨的资源储量，占世界已探明储量的60％左右；谎灾，在我国发展钛产品脊设备，拥有得天独厚的有利前提。

一、钛脊合金换热器出产技术近况和发展趋向

用钛造作换热器拥有良好的耐侵蚀性、传热效能高、表表光洁无结垢层、比沉幼、强度高、设备体积和沉量幼等特点，宽泛利用于航空、宇宙开发、海洋工程、石油、化工、轻工、食品加工、冶金、电子、医药卫生、仪器仪表等部门(见表1)。

表 1 钛脊合金设备及产品的重要应 用领域

钛对氯拥有很强的抗侵蚀性。是海水淡化设备换热器的首选资料。目前，管壳式换热器约占全数换热器的70％左右。在强调高效、环保、节能的今天，板式换热器在热互换领域的优势已经日益显著最初板式换热器仅用于食品加工方面，后来在石油化工、造药、造纸、机械、冶金、造船、发电等部门都得到宽泛的利用，近几年，在机场、酒店、商厦、轨路交通、船舶等场所，已部门地代替了传统的管壳式热互换器，获得了优良的成效。

1、钛材轧造技术

钛换热器等设备的造作水平与钛板材、带材、卷材的轧造水平有关。国内与国表在钛轧造技术上的差距重要在以下几个方面：

(1)钛轧造技术：钛板材、卷材、带材种类不全，国内不足薄板、卷材轧造技术及设备。我国钛板的出产还沿用片式出产，不能进行带式出产。更不能实现连轧：国际上普遍选取斜轧穿孔技术造作无缝钛管，而国内依然一连“铜包套一挤压”造坯技术。我国钛材的制品率与美国差10％以上：出产的薄钛板仍不能满足出产钛焊管的必要。

(2)钛轧造设备：落后于国表，目前依然不能出产用于造作薄壁钛焊管的板材。这类板材仍依赖进口，钛型材的出产在国内仍为空缺。

2、钛材焊接技术

大无数钛合金能够使用氧乙炔焊的步骤进行焊接：险些所有迪胙合金均能够使用固态焊接步骤，如TIG、MIG、等离子弧焊、激光焊、电子束焊和电阻焊等，进行焊接。其中，以TIG焊和激光焊的焊接质量最好。钛合金激光焊接，由于焊接变形幼，出产效能高，并且比电子束焊和TIG焊的自动化水平高，因而，其利用日趋宽泛。摩擦焊接由于不会产生气孔，残存应力幼，焊接质量高，也适于对钛合金进行焊接。已经用于汽车、潜艇及飞机发起机钛部件焊接。钎焊则用于钛及其合金与其它金属的衔接，亦可用于钛脊合金的微型复杂件的衔接。

钛材的焊接技术在钛设备中起着极度沉要的作用。未来钛焊接技术的发展方向重要是：易于操作：焊接过程自动化、智能化，从而提高焊接出产率；焊接质量不变性好节约能源，有利于环境；さ。

3、钛材表表处置技术

任何资料都有它的优弊端，为了进一步达到提高钛合金耐蚀性、耐磨性、抗微动磨损性、高温抗氧化性等主张，对钛合金进行表表处置是进一步扩大钛合金使用领域的有效蹊径，能够这么说目前对金属的表表处置步骤险些全数利用到了钛合金的表表处置上，蕴含金属电镀、化学镀、热扩散、阳极氧化、热喷涂、低压离子工艺、电子和激光的表表合金化、非平衡磁控溅射镀膜、离子氮化、PVD法造膜、离子镀膜、纳米技术等。

钛脊合金表表处置技术从以热渗扩、电镀、真空镀膜等为代表的传统表表强化、耐磨处置技术，发展到现阶段以等离子渗、离子束、电子束、激光束的利用为标志的现代表表处置技术，如表表氮化(气体氮化等离子氮化)、表表渗元素合金化、激光熔覆等。目前，钛脊合金表表强化技术正朝着多种表表技术的综合利用以及多层复合膜层的钻研造备方向发展。

4、钛近净成形技术

钛制品的近净成形技术，是以海绵钛+钛屑或钛脊合金粉末作为原资料，利用PAM单锭熔炼技术造备铸锭，或粉末冶金等步骤造备坯料；而后通过轧造或挤压直接出制品。已宽泛用于出产钛合金气门、连杆、简体、高尔夫球优等。由于不需或仅需少量后续加工，在削减产品出产周期和节俭原资料的同时，可大大降低出产成本。将会有力推动钛合金的利用，是今后钛合金成型技术的重要发展方向。

5、钛加工的数值仿照技术

钛脊合金资料造备过程的推算机仿照技术的发展，对钛合金及其产品的研造和开发，开创了更辽阔的空间。先进国度先后发展了对钛脊合金资料熔炼、铸造以及加工造作过程、热处置等方面的推算机仿照技术的钻研和有关软件的设计与开发。通过推算机的仿照推算来设计加工工艺，能够预防传统设计中的很多弊端，节俭了人力、物力，同时极大地提高了新资料造备和加工工艺设计的正确性。

二、钛压力容器出产技术近况和发展趋向

钛压力容器重要用于耐侵蚀容器。也可用作低温容器，在航空航天中用于贮存液体燃料。由于钛材价值较高，通常只在钢、铝、铜等容器不能满足使用要求时才选取钛容器。民用钛材中约有3／4用于钛容器(含换热器)，因而钛容器是钛材的重要用户。

1、钛压力容器的焊接技术压力容器宽泛利用于石油、化工、锅炉等各工业部门，是国民经济出产中沉要的特种设备。压力容器是接受内表压力的设备，拥有多种结构大局，根基组成由壳体、封头、法兰、收受、支座等组成。这些部件均必要通过焊接组装成为一个整体。因而，焊接过程是压力容器出产造作过程中的主题内容。对于压力容器而言，焊接自动化技术能够概括为硬件成分和软件成分。硬件成分重要指压力容器自动焊接设备和步骤：软件成分重要指焊接节造技术、人为智能技术及焊接专家系统等。目前，压力容器焊接自动化技术在国际上已经获得了宽泛利用。

2，钛压力容器的无损检测技术

压力容器大多在高温高压、低温高压或高载荷的前提下运行，工况极度恶劣：若是部件在造作中就留出缺点或是在使用中新产生裂纹就会大大降低其安全靠得住性，若不能实时发现，往往会导致苦难陛后果。由于无损检测技术不仅拥有巨大的社会心理，也拥有极度沉要的经济意思，因而得到世界列国当局的高度器沉。

声发射检测技术，始于20世纪60年代。是一种日趋成熟的无损检测步骤，用于压力容器检测和结构的齐全性评价方面，在美国、欧盟和日本等工业蓬勃国度已得到宽泛利用。国内也有相应检测尺度，即GJB2044—1994」合金压力容器检测步骤”。

三、钛铸件出产技术近况和发展趋向

钛合金铸造产品，重要选取熔模铸造和机加工石墨型铸造两种出产工艺。熔模铸造适于造作复杂、大型、薄壁的铸件：石墨型铸造则合用于结构相对单一的构件。

1、钛合金的熔炼技术

近年来。在钛的熔炼技术方面，最引人瞩主张进展是发展了冷床炉熔炼技术，蕴含电子束冷床炉和等离子冷床炉技术。目前，冷床炉熔炼已达到贸易化水平
？扇哿冻链25t的铸锭。它能出产无偏析、无同化的优质钛脊合金铸锭，满足航空动弹部件对高机能钛材的需要。它还能出产扁锭、空心锭，简化板材和大管材的后续加工，并可大量回收残钛。但目前这种熔炼技术还存在成本高、操作复杂等问题。

电子束和等离子冷床熔炼工艺在美国、日本等工业蓬勃国度得到了急剧发展，正逐步取代传统的真空电弧熔炼工艺。电子束已成功利用于纯钛和TC4钛合金的熔炼，而等离子束是熔炼复杂成分钛合金的最有效伎俩。我国近几年才起优等离子束冷床熔炼技术的钻研。

与此同时，俄罗斯也发展了一种类似于冷床炉的新型熔炼技术，即所谓的凝壳一自耗电极熔炼。此表，冷坩埚熔炼技术最近也有较大发展，该熔炼技术与离心浇铸工艺结合起来用于钛铸件的精密铸造。目前在造作第二代的冷坩埚熔炼炉。第二代冷坩埚炉可大大提高溶解能力，缩短熔炼功夫，并实现齐全悬浮熔炼，解除金属凝壳。

我国已将钻研感应凝壳熔炼技术列入沉点钻研项目，中国近年来在钛合金的熔炼技术方面也获得了很大的发展，2006年实现钛脊合金铸锭出产22120t的出产规模。2008年我国共出产钛锭34469吨，2008年我国共出产钛加工材23640吨，比上一年增长了84，6％。2008年我国出口海绵钛5584，05吨，进口1133，6吨。净出口4450，45吨；出口钛加工材8046，995吨，进口3963，771吨，净出口4083，224吨；我国第一次成为海绵钛和钛加工材的双净出口国。

2、钛合金的精铸技术

选取精密铸造技术，能够出产结构复杂的薄壁构件，提高钛合金资料的利用率，降低出产成本。近年来，钛的铸造技术方面的重要进展是。发展了冷坩埚+离子浇铸技术、真空吸铸技术和真空压铸技术。钛合金熔模铸造工艺重要选取三种熔模型壳：石墨熔模型壳、金属钨面层陶瓷型壳和氧化物陶瓷型壳。

凝壳炉的利用和熔模精密铸造与金属造型、陶瓷造型工艺的发展，为很多大型复杂的薄壁钛铸件缩短出产功夫、降低成本展示了肯定的空间。目前高机能迪胙合金大型整体精铸件，大无数都是选取金属面层陶瓷型壳或氧化物面层陶瓷型壳浇注出来的。

大型薄壁精密铸造技术使钛铸件机能靠近钛锻件。而成本较钛锻件降低约50％。

瞻望未来。数字技术的利用将会带来更好的工艺仿照模型，随着推算机工艺节造、辅助出产、无损检验技术的进取，将推进钛精铸件的设计和出产，钛合金精密铸件的市场远景也越发辽阔。

四、钛锻件出产技术近况和发展趋向

20世纪90年代以来，钛合金锻件被大量推广到民用领域，如环保设备、汽车、石油化工、电力、生物医学、构筑、体育休闲等行业，且市场需要越来越大。

1、钛合金精密模锻技术

与通常模锻相比，精密模锻能获得表表质量好、加工余量少和尺寸精度较高的锻件重要利用在两个方面：一是精化毛坯，即利用精锻工艺取代粗切削加工工序：二是精锻零件，即通过精密模锻直接获得制品零件。精密模锻发展的总趋向是产品的复杂化和质量优化：工艺设计的仿照化和正确化：模具设计造作技术的CAD／CAM一体化。

TC4钛合金的α-β预造坯与β终锻相结合的铸造工艺，不只能降低设备吨位、节约能耗，还可能利用TC4在β相区极好的塑性，使复杂零件成型性好。只有锻件在β相区终锻变形量足够大，就能达到细化晶粒、提高造件的断裂韧性、高温抗蠕变机能和高温委顿机能的主张。

2、钛合金等温铸造技术

在钛合金的热加工中，加热温度至关沉要。温度越低变形抗力越大，且易产生裂纹等缺点。同时对变形速度也有很大的依赖性，这些都是铸造中应该出格把稳的处所。

钛合金等温铸造技术是一项新的工艺步骤，该工艺结合热机械处置能获得综合力学机能最优化迪胙合金等温锻件，但在模具资料、模具造作和模具加热装置等方面的成本投入比通例铸造步骤要高，因而近年来大多用于造作航空航天工业中飞机的零部件。

宝钢公司，借助于推算机仿照的援手，选取等温铸造技术，成功地铸造出了国内最大的TA15钛合金整体精密框形件，该锻件的研造成功，标志取我国具备了大型钛合金锻件的出产能力，拉近了与先进国度的距离，为研造更大型迪胙合金复杂精锻件奠定了优良的基础。

3、钛合金超塑性成形技术

超塑成型技术被视为解决复杂、大型或用通例成型步骤难以加工的资料成型的一个沉要蹊径，并被誉为面向21世纪的成型技术。这是由于，这种技术能显著地降低构件成本、减轻质量、节约原资料和解决加工难题的问题。

目前，钛合金超塑成形技术重要利用于航空航天领域，开发在其它领域的利用将是超塑成形技术发展的必然趋向。钛合金超塑性成形技术的利用有：超塑性等温铸造、超塑性挤压、超塑性气胀、超塑性成形与扩散衔接结合技术、钛合金超塑性成形模具资料选用钻研等。

超塑性成型是钛合金零部件的最好成形步骤，极度合用于造作导弹零部件，如钛合金导弹表壳、整流罩、容器、梁和框脊球等。

目前，开发出的超塑性钛合金有：Ti一6Al一4V、Ti一6A1—5V、Ti一6A1—4V一2Ni、Ti一10V-2Fe一3A1等，其中Ti一6A1—4V的使用已较为宽泛。

国内，宝钢开发了钛合金锻件近净形技术——等温超塑变形工艺的钻研。通过将锻件毛坯搁置在加热到变形温度或靠近变形温度的模具中，进行较慢速度变形而获得近净形尺寸锻件，这种工艺得到越来越多的利用。

4、钛合金的热处置技术

对钛合金进行固溶淬火和时效强化处置，能获优异工艺机能和使用机能，达到提高产品质量、耽搁使用寿命、提高经济效益的主张。

英国伯明翰大学研造开发了一种陶瓷相转变处置技术，该技术通过热处置在一TiA1合金表表形成氧化铝和二氧化钛的陶瓷相复合层。用该技术造作的γ—TiA1合金发起机阀
Ｄ芄唤羟锌沽μ岣100倍。利用这种技术，也能够在TiNi状态影象合金表表形TiO陶瓷相复合层。

五、实现语

能够意料钛资料在21世纪将会作为沉要的新资料而得到更为宽泛的利用。因而，低成本钛合金和低成本加工步骤的钻研开发已势在必行，而降低原资料出产成本更是首当其冲。我国作为钛资源和钛原料大国，更应大力加强海绵钛新出产工艺和新型低成本钛合金的钻研与开发，并致力跟踪国表冷床炉精辟技术、电渣熔炼技术、连铸连轧技术、真空压铸技术、粉末成型技术等先进的造作技术，大力开发和研造拥有自主知识产权的新技术，从而实现大幅度降低钛合金出产和零件造作成本，为扩大钛合金的利用和赶超钛合金利用的世界先进水平打下坚实的技术基础。