鈦合金及其應(yīng)用匯編課件

鈦合金及其應(yīng)用目錄1鈦資源及鈦產(chǎn)品的冶煉生產(chǎn)2工業(yè)純鈦3鈦合金及合金化原理4鈦合金的相變及熱處理5鈦合金的高溫性6鈦及鈦合金的加工和制品生產(chǎn)7粉末冶金鈦及鈦合金復(fù)合材料8鈦及鈦合金的腐蝕性能9鈦合金的應(yīng)用1鈦資源及鈦產(chǎn)品的冶煉生產(chǎn)1.1鈦資源的分布及特點(diǎn)金屬元素鈦在地殼里的分布廣泛,其含量是地殼質(zhì)量的4%‰還要多一點(diǎn),世界儲(chǔ)量約34億噸,在所有元素中含量居10鈦在自然界中主要以氧化物的形式存在,目前已發(fā)現(xiàn)含鈦礦物有100多種,除金紅石外,還有白鈦礦、鐵鈦礦、鈣鈦礦等。金紅石含TO2在95%以上,是提煉鈦的重要礦物原料,但在地殼中儲(chǔ)量較少。白鈦礦含TO2為70%~92%。鈦鐵礦、鈣鈦礦含TiO2一般為35%~52%,但是其儲(chǔ)量非常大,是生產(chǎn)金屬鈦和鈦白粉的主要原料來源。提取金屬鈦的主要原料含鈦礦石,根據(jù)其形成的過程,主要分為巖礦和砂礦兩大類■巖礦:原生礦,結(jié)構(gòu)比較致密,儲(chǔ)量較大,但多復(fù)合共生物,所以鈦礦物的品味較低,提取難度較大。主要出現(xiàn)在北半球,如:中國(guó),美國(guó),加拿大,俄羅斯等國(guó)家?！錾暗V:次生礦,結(jié)構(gòu)比較疏松,由于多年的風(fēng)化和水流的沖刷,礦物相對(duì)富集,品味較高。主要出現(xiàn)在南半球,如澳大利亞,新西蘭,肯尼亞,莫桑比亞,印度等國(guó)家需要特別指出的是,我國(guó)攀枝花西昌地區(qū)蘊(yùn)藏著極為豐富的釩鈦磁鐵礦,開發(fā)和合理利用它,對(duì)于發(fā)展我國(guó)的鈦工業(yè)意義重大1.2富鈦料的生產(chǎn)■富鈦料:是指鐵鈦礦等鈦精礦(選礦后獲得)經(jīng)過富集處理后獲得的含鈦品位較高的物料,其TO2含量一般大于85%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。主要包括人造金紅石和高鈦渣■背景:鈦產(chǎn)品主要分為兩類:海綿鈦和鈦白粉。隨著金紅石和高品味鈦鐵礦的大量開采和使用,其資源已逐漸枯竭,而社會(huì)對(duì)鈦產(chǎn)品的需求量有增無減,這迫使人們?nèi)ダ弥小⒌推肺缓伒V物。這些礦物rO2含量低,含大量雜質(zhì),無法適應(yīng)現(xiàn)行的海綿鈦和鈦白粉生產(chǎn)工藝,因此,生產(chǎn)中需要將含鈦礦物作進(jìn)一步富集處理,成為富鈦料■原理:鈦鐵礦成分復(fù)雜,理論分子式為FeTio3,它實(shí)際上是FeO-TiO2組成的固溶體,屬于一般的剛玉結(jié)構(gòu)。在與某種試劑作用時(shí),由于鐵的氧化物比鈦的氧化物更活潑,更容易與試劑反應(yīng)而被去除,而鈦的氧化物比較穩(wěn)定,往往被富集在殘?jiān)??；诖?在生產(chǎn)富鈦料的工藝中一般都需對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行預(yù)氧化處理,即利用氧氣或空氣預(yù)先將鈦鐵礦中的Fe2+氧化成Fe3+,這樣有利于提高鈦鐵礦的還原性。(見下頁,圖1-1)■工藝還原熔煉I以火法為主:多見于固相還原熔融鈦渣巖礦,比較成熟,包括選擇化電爐熔煉法、選擇氯化稀浸出法、等離子法等裕鹽酸浸出2m以濕法為主:多見于砂化鐵浸出礦,包括各種各樣的酸、磁選分離堿浸出法噬基化反應(yīng)硫化浸出堿化浸出等離子人造金紅石酸富鈦料生產(chǎn)的各種途徑①電爐熔煉法鈦鐵礦無煙煤I特點(diǎn):工藝成熟,簡(jiǎn)單,三廢粉碎少,但能耗大稱量稱量Ⅱ主要工藝:以無煙煤或石油焦作還原劑,與鈦鐵礦粉經(jīng)過混捏、混捏造球,然后在礦熱式電弧爐內(nèi)1600~1800℃高溫下進(jìn)行還原熔造球Ⅲ產(chǎn)物:凝聚態(tài)的金屬鈦和鈦渣(TO2含量<90%)。主要副產(chǎn)后處理品為金屬鐵和電爐煤氣。鈦渣電爐熔煉法生產(chǎn)鈦渣工藝流程②酸浸法I特點(diǎn):有效除雜,但三廢量回轉(zhuǎn)窯還原大,副流程復(fù)雜補(bǔ)充鹽酸冷卻器Ⅱ主要工藝:先對(duì)鈦鐵礦進(jìn)行不同程度的還原,然后用酸作母液一鹽酸加任浸出器發(fā)器浸出劑,浸出鈦鐵礦中的還原產(chǎn)物,制取人造金紅石。典型回轉(zhuǎn)噴霧器回收HC氣發(fā)法有石原法、Benilite'真空過泥K吸收器Muro法。Ⅲ產(chǎn)物:TO2含量為90%96%的高品位人造金紅石。人造金紅石BCA鹽酸循環(huán)浸出法(Benilite③選擇氯化法鈦鐵礦排空一收坐一氣一還原I特點(diǎn):生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了氯氣的再收塵渣生利用,對(duì)廢氣也進(jìn)行了再氧化這樣減輕了環(huán)境污染,并降低了成一非磁性物質(zhì)Ⅱ主要工藝:利用鈦鐵礦中鐵的氧化物更易于與氯氣反