新日铁住金生产钛合金材料首次应用于日本名胜建筑物建材更换工程

2019年1月17日,新日铁住金宣布该公司钛材料通过鹈户神宫(宫崎县日南市)住吉神社的屋面材料验收。鹈户神宫等鹈城区一带被指定为国家名胜,这是在名胜建筑物建材更换工程首次使用钛材料。由于该地区在海洋附近,钛材料能对盐腐蚀有良好的预防效果。同时,还对材料蓝绿色外观进行了评估。

鹈户神宫坐落在面向日向滩的国家公园日南海岸中,是由自然洞穴形成的神社。由于临近大海,以前的铜制屋顶在数年后开始腐蚀,每25~30年需要进行一次屋顶整修。这次将住吉神社及附近的屋顶更换成耐盐、耐紫外线的高耐久性钛屋顶,可保证50年不需要再次更换。

此外,屋顶不会由于酸雨导致变色,维护管理费用可以大幅降低。房屋由钛制屋顶保护木质神社主题,也会增加建筑物的寿命。尽管材料、加工、施工等总成本接近铜制屋顶的两倍,但从全生命周期角度来看,对建筑物总体的绿色环保是有好处的。

项目钛金属使用面积约20平方米,使用量约50公斤。钛材料的板厚约为0.3毫米。项目已于2018年12月竣工。

新日铁住金将在日本全国范围内扩大对有同样问题的沿海地区建筑物的应用。对鹈户神宫,钛特殊不锈钢事业部负责人表示:虽然现状改变比较困难,但是鹈户神宫本殿屋顶等神宫内其它建筑物也可以采用钛合金材料。

新日铁住金是日本一家大型钢铁公司,前身分别为新日本制铁(简称新日鐡)与住友金属工业(简称住金),为提升在全球市场的竞争力,两家公司于2012年10月1日合并并改为现名。

2018年7月19日,《财富》世界500强排行榜发布,新日铁住金位列198位。

钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。

合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:

①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。

②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。

③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。

氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2%和0.04～0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。