钛合金及其应用汇编课件

钛合金及其应用目录1钛资源及钛产品的冶炼生产2工业纯钛3钛合金及合金化原理4钛合金的相变及热处理5钛合金的高温性6钛及钛合金的加工和制品生产7粉末冶金钛及钛合金复合材料8钛及钛合金的腐蚀性能9钛合金的应用1钛资源及钛产品的冶炼生产1.1钛资源的分布及特点金属元素钛在地壳里的分布广泛,其含量是地壳质量的4%‰还要多一点,世界储量约34亿吨,在所有元素中含量居10钛在自然界中主要以氧化物的形式存在,目前已发现含钛矿物有100多种,除金红石外,还有白钛矿、铁钛矿、钙钛矿等。金红石含TO2在95%以上,是提炼钛的重要矿物原料,但在地壳中储量较少。白钛矿含TO2为70%~92%。钛铁矿、钙钛矿含TiO2一般为35%~52%,但是其储量非常大,是生产金属钛和钛白粉的主要原料来源。提取金属钛的主要原料含钛矿石,根据其形成的过程,主要分为岩矿和砂矿两大类■岩矿:原生矿,结构比较致密,储量较大,但多复合共生物,所以钛矿物的品味较低,提取难度较大。主要出现在北半球,如:中国,美国,加拿大,俄罗斯等国家。■砂矿:次生矿,结构比较疏松,由于多年的风化和水流的冲刷,矿物相对富集,品味较高。主要出现在南半球,如澳大利亚,新西兰,肯尼亚,莫桑比亚,印度等国家需要特别指出的是,我国攀枝花西昌地区蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿,开发和合理利用它,对于发展我国的钛工业意义重大1.2富钛料的生产■富钛料:是指铁钛矿等钛精矿(选矿后获得)经过富集处理后获得的含钛品位较高的物料,其TO2含量一般大于85%(质量分数)。主要包括人造金红石和高钛渣■背景:钛产品主要分为两类:海绵钛和钛白粉。随着金红石和高品味钛铁矿的大量开采和使用,其资源已逐渐枯竭,而社会对钛产品的需求量有增无减,这迫使人们去利用中、低品位含钛矿物。这些矿物rO2含量低,含大量杂质,无法适应现行的海绵钛和钛白粉生产工艺,因此,生产中需要将含钛矿物作进一步富集处理,成为富钛料■原理:钛铁矿成分复杂,理论分子式为FeTio3,它实际上是FeO-TiO2组成的固溶体,属于一般的刚玉结构。在与某种试剂作用时,由于铁的氧化物比钛的氧化物更活泼,更容易与试剂反应而被去除,而钛的氧化物比较稳定,往往被富集在残渣中。基于此,在生产富钛料的工艺中一般都需对钛铁矿进行预氧化处理,即利用氧气或空气预先将钛铁矿中的Fe2+氧化成Fe3+,这样有利于提高钛铁矿的还原性。(见下页,图1-1)■工艺还原熔炼I以火法为主:多见于固相还原熔融钛渣岩矿,比较成熟,包括选择化电炉熔炼法、选择氯化稀浸出法、等离子法等裕盐酸浸出2m以湿法为主:多见于砂化铁浸出矿,包括各种各样的酸、磁选分离碱浸出法噬基化反应硫化浸出碱化浸出等离子人造金红石酸富钛料生产的各种途径①电炉熔炼法钛铁矿无烟煤I特点:工艺成熟,简单,三废粉碎少,但能耗大称量称量Ⅱ主要工艺:以无烟煤或石油焦作还原剂,与钛铁矿粉经过混捏、混捏造球,然后在矿热式电弧炉内1600~1800℃高温下进行还原熔造球Ⅲ产物:凝聚态的金属钛和钛渣(TO2含量<90%)。主要副产后处理品为金属铁和电炉煤气。钛渣电炉熔炼法生产钛渣工艺流程②酸浸法I特点:有效除杂,但三废量回转窑还原大,副流程复杂补充盐酸冷却器Ⅱ主要工艺:先对钛铁矿进行不同程度的还原,然后用酸作母液一盐酸加任浸出器发器浸出剂,浸出钛铁矿中的还原产物,制取人造金红石。典型回转喷雾器回收HC气发法有石原法、Benilite'真空过泥K吸收器Muro法。Ⅲ产物:TO2含量为90%96%的高品位人造金红石。人造金红石BCA盐酸循环浸出法(Benilite③选择氯化法钛铁矿排空一收坐一气一还原I特点:生产过程实现了氯气的再收尘渣生利用,对废气也进行了再氧化这样减轻了环境污染,并降低了成一非磁性物质Ⅱ主要工艺:利用钛铁矿中铁的氧化物更易于与氯气反