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沈阳市亨运达钛业开发有限公司总经理 陈国财



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题目:新型钛合金在军工和民用领域的研究与应用


我于60年代末在沈阳有色金属加工厂钛厂工作。期间先后在锻造车间、熔炼车间、钛管钛设备制造车间及钛材推广小组、钛厂销售处就职,参与了钛及钛合金的研发及生产及制造。1970 年,我国在酒泉卫星发射东方红卫星一号。其长征火箭用的TC4饼材制做的高压气瓶是由我厂提供的,包括卫星内衬板和外蒙皮TA7板材。我参与了钛合金饼材的生产和锻造过程。并收到原国防科工局局长聂荣瑧元帅发给我厂的嘉奖令。

1995年,我在沈阳市亨运达钛业开发有限公司任职至今。为响应习近平主席为核心的党中央提出的“大众创业、万众创新、创新驱动和科技强国”让一切想创新能创新的人有机会有舞台。近些年来,我公司先后借鉴国内外半个多世纪钛合金发展经验,结合我国资源情况,致力于开发低成本和高性能的钛合金产品。


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如:1、LCHBTi-445281s一种高强高硬钛合金,其强度≥1650Mpa; HRC≥50,用作海军潜水刀村料;已供美国澳大利亚等国。

2、2015年,HTi-700超高温650℃时,高温瞬时强度达到725MPa,可用作发动机叶片; (HTi-7AI-4Sn-4Zr-2Mo-2Nb-1Nd-1W- 0.3Si)

3、1988年,美国生产钛合金牌号:Ti-1100:在595℃时,高温瞬时强度:565Mpa:(Ti-6AI-2.7Sn- 4Zr-0.4Mo-0.45Si)F22-F35战机.

4、1984年,英国产IM1834:在595℃时, 高温瞬时强度595Mpa。法国西风阵风战机(Ti-5. 8AI-4Sn-3.5Zr-0.5MO-0.7Nb-0.3Si).从上看出HTi-700合金的高温瞬时、高温持久性能、高温热稳定性好于美国和英国。

公司目前获得六项发明专利和成果。获得国家多项奖项。近几年,公司克服重重困难,花费上百万资金,自主研发的了多种用途的钛合金产品,尤其在超低温-253℃,和高温钛合金650 -700℃方面取得了一定成绩。 圆满完成了多家航空、航天院所军工用钛合金的研制配套任务。


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六项发明专利专用成果如下:

1、申请专利号: ZL·201210377502. 7;一种用于制做刀具的钛合金。牌号: LCHBTi-445281s以专利书上为准,一种超高强度钛合金,硬度: HRC≥50℃, 用作海军潜水刀材料和各种拆解工具;已供美国澳大利亚等国。

2、申请专利号: ZL·201310000408. 4;一种用于超低温条件下的钛合金。牌号: HTi-TC4-A, -253℃, 1500 Mpa;可在月球-180℃,金星火星-230℃,,南极北极-85℃-125℃条件工作,可用北斗导航卫星接收做实验塔支撑结构材料。

3、申请专利号: ZL·201410734110.0, 牌号:HTi-TC4-B,一种耐高温钛合金棒材研制,发电机叶片温度由350-380℃提升到500℃,使用和耐磨性、耐腐蚀性能均有所提高。

4、申请专利号: ZL·201810006931.0;一种超高温钛合金HTi-700,牌号:HTi-7442211s,使用温度650℃-700℃高温叶片,抗高温蠕变、抗高温氧化,高强钛合金。

5、申请专利号: ZL·201610625930.5;一种用于制备叶轮的铁合金,温度: 500℃。牌号: HTi-TC4-C钛叶轮,Φ1010/Φ280×330/mm,试用三年,特点:减重,耐高温500℃。耐腐蚀、长寿命、高效、绿色环保、抗蠕变、减少维护费用。

6、申请专利号: ZL·201610710408.7;HTi-DK1,牌号HDK1, 一种用于超高温条件下的钛合金制备和应用,在750-950℃下工作可制成3D打印粉末或可锻性。钛及钛合金已有七十年的发展历程,形成两大系列合金。当今世界上最大一类是固溶体型钛合金。其二是钛铝铌金属间化合物为基的类型体系。进展比较顺利的Ti3AI为基的金属间化合物,也就是r-TiAINb 基础上加入少量的Mo粉和B粉、Mn粉、Re粉,增加高温时韧性和可锻性。细化晶粒或高温抗氧化。


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航天工业

  在美国“河波罗”飞船上使用了40个以,上的压力容器。有85%是用钛合金制造的,材料多用T1-6AL-4V,其次为Ti-5A1- 2.5SnTA7贮存液体推进剂和氧化剂。

  在导弹及飞行器的压力容器中所使用钛材,要求它能在常温及低温具有足够的强度,韧性及抗震等性能至今在这方面使用最多的是Ti-6Ai-4v合金,其次是Ti -5AL- 2.5sn合金。这两种钛合金在很大温度范围内都具有大的比强度以及良好的耐蚀性,塑性,低温韧性和可焊性。

③钛在航天工业中也做到了减轻发射质量,增加射程,节省费用钛及钛合金是航天工业热门结构材料。如美国一级火箭发动机壳体材料最广泛使用的Ti-6AL-4v合金,在州际弹道导弹,“民兵”导弹等很多的球形和椭圆形的发动机壳体上也使用的该合金。另一方面,由于Ti 6AL-4V和Ti-5AL2. 5SnELI合金间隙元素特别是氧含低,能在超低温下使用,所以这些合金都用做火箭与导弹液态氢容器及各种舰船。

钛在飞机机身中用作防火墙壁,发动机短舱、机架、纵梁龙骨、速动制动闸、开裂停机装置、紧固件、起落架梁、支承架,前机轮。拱形架、隔框、盖板、襟翼、滑轨、复板、路标灯信号板等。


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钛在舰船工业中的应用

 核潜艇、深潜器、原子能破冰船、水翼船、气垫船、打雷艇等都使用了钛材制造的螺旋浆推进器、潜艇鞭、状天线。海水管路,冷凝器和热交换器,声学装置,消防设备等,主要用的Ti-6AL-4V, Ti-6AL-4VELI, Ti- 6AL- 2Zb-1Ta-O.8MO,Ti-3AL-2.5V及nT-3B(3.5-5.0)AL-(1.2-2.5)V, nT-7M,Ti-(1.8-2. 5AL)-(2.0-3.0)Zr

俄罗斯在建造钛合金核潜艇研究制造技术上,处于国际领先地位,也是用钛合金最先建造耐压壳体的国家。高峰时期,潜艇用钛合金板材和管材的年产量高达万吨。占钛合金加工材年产量的1/3-1/2。潜水艇热交换用钛合金要求有良好的导热性,壳体用材料要求有很好的韧性,以抵抗深水炸弹爆炸引起的冲击波。潜水艇壳体用的厚板在圣彼得堡生产,铸锭由上萨尔达冶金生产联合公司提拱。

俄罗斯研制的核潜艇已有4代,1968年12月下水,已运行了30多年,到各大洋和海域,经受不同载荷和环境考核,从未出现过任何事故,俄罗斯于1970年建造第一艘“AiAF"级核潜艇,70-80年代又造了6艘,每艘用钛板约3000吨,最大下潜深度达914M,即轻又快, 长75.3x宽10x高7.6米, 水面16节速度/小时,水下42节速度/小时

1980年建造台风级核潜艇,1984 年服役,排水量为33800吨,水下航速约为27节,台风级核潜艇是世界上最大的潜艇,双壳体结构,非耐压壳体由高强低磁钢制成,耐压壳体由钛合金建造,可携带20枚战略导弹计6艘,费用十几万亿卢布。

美国、日本、法国都先后建造深潜器,采用钛合金制造耐压壳体,1969年和1913年重新建造阿尔文号,其耐压壳体用美国海军研制的Ti-6AL-4Nb-1Ta-0.8Mo,近a型钛合金。潜水深度1830M.

人类社会的文明和科学技术发展和进步,离不开新材料的开发和应用。钛材料的发展和应用,改变了整个世界航天、航海、石油、化工、体育、医用的历史进程。

公司今后将重点在高端钛合金应用航空、航天、兵器和船舶等领域,加大钛合金的研发力度。以满足国内上述领域的高端需求,提高企业的知名度。

公司将以务实和敬业的精神,努力进取,不断发展。为努力实现百年奋斗目标而奋斗,为我国钛合金的生产和研发做出更大贡献。






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