鈦及鈦合金材料作為金屬材料中的佼佼者，具有一系列其他金屬材料不可比擬的優(yōu)異性能，因而近幾年來發(fā)展很快，并被迅速廣泛地應(yīng)用于航天軍工等高科技領(lǐng)域。美國、俄羅斯、日本、中國等世界各國都極為重視鈦合金的研發(fā)工作，不斷開發(fā)新型鈦合金材料，擴(kuò)大鈦及鈦合金的應(yīng)用。由于研究不斷深入和產(chǎn)品系列增多，現(xiàn)在不少鈦材產(chǎn)品，如鈦絲材等也已越來越多地進(jìn)入到各種民用消費(fèi)品領(lǐng)域。

在日本，鈦的生產(chǎn)技術(shù)確立后已經(jīng)歷了20多年，產(chǎn)量逐漸增大，現(xiàn)已達(dá)到大約1萬t/a。但是，鈦絲材的產(chǎn)量卻非常低，每年僅200t左右，使用范圍僅局限于焊絲、飛機(jī)用螺栓類眼鏡架以及擊劍面具等，可以說還沒有到正式被利用的階段。

1、鈦絲的優(yōu)異性能

鈦絲的耐蝕性、高比強(qiáng)非磁性及其綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼和鋁合金等；價(jià)格高一個(gè)數(shù)量級(jí)，這是其擴(kuò)大利用的一大障礙。隨著堅(jiān)實(shí)的應(yīng)用開發(fā)，可以看到在嗜好品、文體娛樂、汽車和醫(yī)療等民用領(lǐng)域，鈦絲的利用范圍正在擴(kuò)大。

鈦絲材的生產(chǎn)工藝在鑄錠前與板材相同，鑄錠后經(jīng)表面處理一熱軋開坯一表面處理一熱軋線坯一酸洗一表面剝皮一非氧化退火一前處理瀾滑一拉絲加工生產(chǎn)出鈦絲。生產(chǎn)設(shè)備基本上與生產(chǎn)鋼材的相同，所以是由相關(guān)的鋼鐵廠家生產(chǎn)，沒有鈦絲專用的生產(chǎn)設(shè)備，熱軋溫度與鋼材的1000~1200℃相比要低， 約為800～900℃ ， 這是為了避免晶粒粗大化，針狀組織化和二相組織化。

同時(shí)也起到防止從接觸鋼材中的鐵的擴(kuò)散侵入以及從枯- 氣儺中吸收氫的效果。熱軋工藝中的鱗皮之下的富氧層是不可避免的，必須除去，一般采用酸洗或者剝皮的方法。軟化退火溫度在不引起晶粒粗大的前提下要盡量提高，在約700～800℃ 的氬氣中連續(xù)進(jìn)行，或者在真空爐中批量進(jìn)行。拉絲甲，由于鈦的活性高，易引起熱粘連，因此，應(yīng)使偶滑劑具有載體功能，不預(yù)先使表面具有相當(dāng)厚的氧化膜或鍍鎳腆，特殊的潤(rùn)滑膜。而進(jìn)行低速拉絲的話，就會(huì)國熱粘連而發(fā)生咬模現(xiàn)象，使拉絲不能進(jìn)行．一般希望采用MOS2等粉末潤(rùn)滑劑，拉絲機(jī)也可采用輥式模拉絲方式。鈦線的拉絲性能非常好，無論是純鈦還是鈦合金都有與鋼絲同樣的超過90％的總加工率極限．利用鈦絲的加工硬化，可使其高強(qiáng)度化，這種加工硬化盡管比鋼絲低，但對(duì)鈦臺(tái)金絲也可達(dá)到1400N/mm²的水工三，另外，在500℃ 附近，進(jìn)行α相向β相的微細(xì)析出硬化處理，可使 β及α+β合金曲強(qiáng)度增加500N/mm²左右，達(dá)到接近2000N/mm²這樣與鋼絲相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，因而可以擴(kuò)展其用途.但是這種時(shí)效硬化處理，使伸長(zhǎng)率和斷面收縮率極低，所以僅適用于最終成形后的產(chǎn)品.現(xiàn)有市售代表性的鈦絲品種有α合金(CP-2，TiX一870)、 α+β合金(Ti一6AI一4V)和 β合金(β—C，l5—3—3)?？筛鶕?jù)相應(yīng)的用途要求，選擇品種及熱處理方法，以得到所需要的力學(xué)性能。

2、鈦絲的主要應(yīng)用

據(jù)1993年度日本釷協(xié)會(huì)的資料，鈦絲的年產(chǎn)量為21It，其中包括眼鏡用70t，焊接用25t，擊劍面具用5t，手表帶用5t，飛機(jī)螺栓用20t，總計(jì)約125t，占60％．考慮制作過程中的 損失，每年約有40t被實(shí)際使用。預(yù)料鈦絲將在體育、文娛、民生和醫(yī)療方面擴(kuò)大應(yīng)用。

1）在汽車部件方面

特別重機(jī)疲勞性能的閥彈簧，其特性已得到充分驗(yàn)證，為了防止線問接觸的磨損，對(duì)鈦絲進(jìn)行非電解鍍鎳處理，這種重量減輕50％ 的彈簧的耐久性也已經(jīng)得到證明，但因價(jià)格商，僅限于賽車用。閥的實(shí)用化研究也正在取得進(jìn)展，并確立了耐磨耗的雄焊焊接技術(shù) 不但可作進(jìn)氣閹，而且也可作排氣闋。連桿也已有市售，其附件連桿螺栓 雙 、螺桂也在研究用鈦合盎制造。支承汽車的懸架彈簧，其輕盈化效果好，已達(dá)到完全可實(shí)用的階段，由于價(jià)格高，僅限于賽車，配套部件等。最近Timet 公司開發(fā)了與純鈦價(jià)格接近的β合金，成為汽車世界采用鈦的導(dǎo)火線，興趣很大。目前在實(shí)用車上采用的僅僅是閥護(hù)廈， 是由Ti一6AI一4V合金熱鍛造而成，也正在考慮用合金玲壓制造，以降低成本。自行車已經(jīng)有全鈦車出售，輪幅、鞍座已用鈦制造。

2）在體育和文娛方面

主要是利用鈦的重量輕這一特性。擊劍面具早已全面采用，在棒球和珠球方面理應(yīng)得到應(yīng)用，但宣傳不夠。短跑用的釘子鞋也使用了鈦臺(tái)金，若能解決鈦的耐磨性及價(jià)格問題，那就可擴(kuò)展到棒球和高爾夫球等用的所有的釘子鞋。釣魚用的繞線架， 盛放釣的魚的魚礴也用釷絲。釣香魚的漁線從尼龍線向金屬線轉(zhuǎn)化，除一部分用鋼琴線外，部分也使用Ti—Ni臺(tái)金線。也正在探討用鈦制作釣大金槍魚的漁鉤和漁線等。

3）發(fā)射衛(wèi)星用的火箭

其衛(wèi)星和燃料幫的分離采用彈簧方式。東京大學(xué)字宙研究所己采用鈦制彈簧， 這種彈簧不僅減輕了重量，而且收容彈簧所占的空間小，已發(fā)射了20多發(fā)。這種配置對(duì)稱的彈簧，其特性要完全一致，因此在制作中必須嚴(yán)格管理。

東京大學(xué)海洋研究所的 白風(fēng)丸 探海探測(cè)船為了探鍘IOkra 以上的探海狀況，采用了釷制CI]D纜線及繩索。萌者可連續(xù)記錄鹽分濃度、溫度和探度，中心為銅導(dǎo)線、外側(cè)用鈦絲(口一C臺(tái)金)進(jìn)行二重鎧裝，前端裝有傳感器。后者用作海水采樣等，繩索結(jié)構(gòu)為7×3，外徑為6.4mm(線材直徑為1.1mm，1300N/mm²)，斷裂負(fù)荷可耐2.35t，采用ASTM級(jí)等4類鈦，由 99％的冷加工線材制成。過去采用鍍鋅鋼絲,但至12km深海時(shí)，不能耐自重，采用輕的鈦，至12km時(shí)，其殘宗載荷可達(dá)初始載荷的50％，而且具有不需涂油，采樣無污染等優(yōu)點(diǎn)。另外海邊等養(yǎng)殖網(wǎng)也用鈦絲織成，15年前就試驗(yàn)性布設(shè)．至今仍毫無損壞地在用。網(wǎng)中混人百分之幾的食藻類和貝類的石鯽魚，就無需定期清除的作業(yè)。

4）工具、連結(jié)件方面

鈦絲用作釷屋廈連結(jié)用螺絲，穿孔螺栓等，也用作鈦釘，連結(jié)瓦的捆束等．鈦絲還用于板手、登山工具、防彈衣、鎖、插花鋏等的材料。

5）醫(yī)療應(yīng)用

人工齒根、固定骨折部的螺栓，人工半月板等人體植人材也用鈦絲。另外用直徑0.70mm 以下的超細(xì)線制成控制纜線以便進(jìn)行將器具插入血管和內(nèi)臟的外部操作。

6）民生用品和裝飾品

使用量最多的是眼鏡架。精工和西鐵城等手表大廠正在積極制作鈦手表．此外，鈦可著色，因而可制成耳環(huán)、項(xiàng)鏈、手鐲等裝飾品。

相關(guān)鏈接