钛锭是以海绵钛为原料,通过真空电弧熔炼、电子束熔炼等工艺制成的钛及钛合金铸锭,是钛材加工的核心坯料。其生产需经过多道精密工序,最终产品具有高强度、低密度、耐腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天、医疗、化工等高端领域。钛锭可分为纯钛锭(TA1-TA4)和钛合金锭(如 TC4、TC11 等)。纯钛锭纯度通常≥99%,具有良好的耐腐蚀性和加工性能;钛合金锭通过添加铝、钒、钼等元素(如 Ti-6Al-4V),显著提升强度与耐高温性能,适用于极端环境。例如,TC4 合金抗拉强度可达 900MPa 以上,同时密度仅为钢的 57%,是航空结构件的理想材料。
- 物理性能:密度 4.506-4.516g/cm³,熔点 1668±4℃,导热系数约为不锈钢的 1/4,热膨胀系数低(8.6×10⁻⁶/℃)。
- 机械性能:纯钛延伸率可达 50-60%,而 TC4 合金经热处理后屈服强度超过 880MPa,高周疲劳极限(10⁷次循环)≥550MPa。
- 耐腐蚀性:在海水、王水等强腐蚀介质中表现优异,盐雾腐蚀速率仅为碳钢的万分之一。
- 生物相容性:钛锭与人体组织无排异反应,是植入物(如人工关节)的首选材料。
高端制造核心材料
- 航空航天:占全球钛锭需求的 30% 以上,用于飞机机身框架、发动机压气机盘(如 C919 单机用钛量达 9.2%)、火箭推进器等。
- 医疗植入:TC4 ELI(超低间隙元素)合金用于人工关节、牙种植体,表面粗糙度可控制在 Ra≤0.4μm,耐磨性达 0.1mm³/ 百万次循环。
- 化工与能源:耐蚀钛合金(如 TA2、TC12)用于化工反应釜、核电主泵叶轮,在 600℃高温下抗氧化增重≤0.8mg/cm²(100 小时)。
- 新兴领域:氢能储运(储氢罐内胆)、光伏逆变器散热部件等新能源应用快速增长,预计 2025 年相关需求年增速超 12%。
- 中国标准:GB/T 24627 规定了钛及钛合金铸锭的化学成分与力学性能,TA1-TA4 对应 ASTM Grade 1-Grade 4。