În comparație cu materialele din aliaje tradiționale, aliajele de titan turnate posedă o serie de avantaje semnificative datorită proprietăților lor unice. Densitatea lor scăzută permite o reducere eficientă a greutății, menținând în același timp rezistența; rezistență specifică ridicată înseamnă că aliajele de titan pot rezista la sarcini mai mari pentru aceeași greutate; rezistenta excelenta la coroziune asigura stabilitate in diverse medii dure; și aliajele de titan mențin performanțe bune atât în condiții de temperatură ridicată, cât și în condiții de temperatură scăzută. Aceste caracteristici au condus la aplicarea pe scară largă a aliajelor de titan în numeroase domenii, inclusiv petrochimie, medii marine, biomedicină, aerospațială, auto și construcții navale. Titanium Home, într-un raport conex, a subliniat că, pe măsură ce industriile își ridică continuu cerințele pentru performanța materialului, aceste avantaje ale aliajelor de titan devin din ce în ce mai proeminente, devenind un factor cheie care conduce progresul tehnologic în aceste industrii. Aliajele de titan turnate sunt produse din aliaje de titan formate în forme specifice printr-un proces de turnare, aliajul ZTC4 (Ti{-6Al{-4V) fiind cel mai utilizat. Acest aliaj prezintă performanțe stabile și rezistență bună și duritate la rupere sub 350 de grade. Din punct de vedere al compoziției, aliajele de titan turnate pot fi clasificate în trei tipuri: , , și + . Pe baza rezistenței, pot fi clasificate în aliaje de titan cu rezistență medie-și-înaltă. În funcție de temperatura de funcționare, acestea pot fi clasificate în continuare în aliaje de titan cu temperatură joasă (mai mică sau egală cu temperatura camerei), aliaje de titan cu temperatură medie (400 de grade), aliaje de titan cu temperatură înaltă (mai mare sau egală cu 500 de grade) și aliaje de titan cu flacără. Această clasificare diversă reflectă pe deplin aplicabilitatea largă a aliajelor de titan turnate. Luând ca exemplu aliajul comun de titan turnat ZTC4, conținutul său de Al este între 5,5% și 6,75%, conținutul său de V este de 3,5% până la 4,5%, iar restul este Ti. Rezistența sa la tracțiune poate ajunge la 895 MPa, iar limita de curgere este de 825 MPa. Proprietățile sale mecanice sunt similare cu cele ale oțelului de rezistență medie și mare și poate înlocui parțial oțelul. În plus, densitatea sa este de doar 4,4 g/cm³, mult mai mică decât cea a oțelului, ceea ce este benefic pentru reducerea greutății echipamentului. În același timp, păstrează rezistența superioară la coroziune a aliajelor de titan, care este de neegalat de oțel. Prin urmare, în scenariile de producție industrială în care este necesară reducerea greutății, alegerea unui aliaj potrivit de titan turnat ca înlocuitor poate reduce greutatea produsului și poate asigura performanța produsului.
Supapele marine din titan constau de obicei din mai multe componente, inclusiv corpul supapei, capacul supapei, discul supapei și tija supapei, fiecare având cerințe diferite de material. Materialele obișnuite pentru supape includ fonta gri, fonta ductilă, oțel aliat și aliaje de cupru. Cu toate acestea, în medii dure de lucru și în condiții speciale complexe de operare, materialele convenționale pentru supape sunt insuficiente pentru a satisface nevoile de producție și cercetare. În acest moment, titanul și aliajele de titan turnate au atras atenția datorită performanței lor superioare, ducând la dezvoltarea supapelor din titan. Sistemele de conducte de apă de mare funcționează în medii dure, iar performanța supapelor marine afectează direct siguranța acestor sisteme. Încă din anii 1960, Rusia a început cercetările privind aliajele marine de titan și a dezvoltat aliaje marine -titan pentru sistemele de conducte ale navelor militare, implicând o mare varietate și o mare cantitate de supape din aliaj de titan. Simultan, sistemele de conducte ale navelor civile au început să utilizeze supape de titan. În comparație cu materiale precum aliajele de cupru și oțelul, utilizarea aliajelor de titan turnat îmbunătățește semnificativ fiabilitatea supapelor în ceea ce privește rezistența structurală și rezistența la coroziune și prelungește foarte mult durata lor de viață de la cei 2-5 ani inițiali la mai mult de dublu. Supapa fluture cu triplu excentric furnizată de Institutul de Cercetare 725 din țara mea Shipbuilding Industry Corporation din Luoyang pentru un anumit tip de navă folosește Ti80 și alte materiale ca corp principal, prelungind durata de viață a supapei la mai mult de 25 de ani, îmbunătățind fiabilitatea și caracterul practic al produselor cu supape și umplerea unui gap tehnologic intern.
În domeniul aerospațial, aliajele de titan turnate se comportă, de asemenea, excepțional de bine, datorită rezistenței și rezistenței lor excelente la căldură. În anii 1960, industria aerospațială din SUA a experimentat pentru prima dată piese turnate de titan. După o perioadă de cercetări, începând din 1972, aliajele de titan turnate au fost aplicate oficial aeronavelor precum Boeing 757, 767 și 777. Piesele turnate din aliaje de titan nu sunt utilizate pe scară largă în structurile statice, ci și în controlul supapelor pentru sistemele critice de conducte, incluzând în mod obișnuit supape de siguranță și supape de reținere. Aplicarea aliajelor de titan a redus costurile de fabricație a aeronavelor și a crescut siguranța și fiabilitatea. Simultan, datorită densității sale scăzute, aliajele de titan cântăresc doar aproximativ 60% din oțel cu rezistență echivalentă, iar aplicarea lor pe scară largă a condus dezvoltarea aeronavelor către modele de înaltă rezistență și ușoare. În prezent, supapele aerospațiale sunt utilizate în principal în sistemele pneumatice, hidraulice, de control al combustibilului și al lubrifierii, potrivite pentru medii rezistente la coroziune-și condiții de temperatură-înaltă și sunt componente cheie ale navelor spațiale și ale motoarelor. Supapele tradiționale necesită adesea înlocuire periodică și pot chiar să nu satisfacă cerințele, în timp ce odată cu expansiunea rapidă a pieței de supape aerospațiale, supapele de titan câștigă o cotă de piață în creștere datorită performanței lor superioare.
Supapele din titan din industria chimică sunt utilizate de obicei în medii dure, cu temperaturi ridicate, presiuni ridicate, rezistență la coroziune și diferențe mari de presiune, ceea ce face ca selecția materialului să fie crucială. Materialele timpurii constau în principal din oțel carbon și oțel inoxidabil, care au ruginit după o perioadă de utilizare, necesitând înlocuire și întreținere. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de turnare a aliajelor de titan și descoperirea performanței sale superioare, supapele de titan au început să fie utilizate în industria chimică. Luând ca exemplu o unitate de producție a acidului tereftalic purificat (PTA) din industria fibrelor chimice, mediile de lucru sunt în principal acid acetic și acid bromhidric, care sunt foarte corozive. Sunt necesare aproape 8.000 de supape de diferite tipuri. Supapele din titan au devenit o alegere ideală, îmbunătățind fiabilitatea și siguranța. În domeniul sintezei ureei, supapele tradiționale au o durată de viață limitată. Cu toate acestea, unele companii au experimentat cu supape de reținere de înaltă presiune din titan-și supape cu gură izolate pentru intrarea și ieșirea turnurilor de sinteză a ureei, realizând o durată de viață de peste doi ani, demonstrând o rezistență bună la coroziune și reducând frecvența înlocuirii supapelor și costurile de operare.
Pe lângă industria supapelor, aliajele de titan turnate au aplicații largi în alte domenii. De exemplu, un nou tip de aliaj de titan turnat, Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si, dezvoltat în Japonia, are avantaje precum densitate scăzută, rezistență mare la fluaj și rezistență bună la uzură. Când este utilizat în supapele de evacuare ale motoarelor de automobile, poate îmbunătăți performanța de siguranță a motorului și poate prelungi durata de viață.