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Gr1鈦管廠家
鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結(jié)構(gòu)材料,比重、強(qiáng)度和使用溫度介于鋁和鋼之間,但比強(qiáng)度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國在F-84戰(zhàn)斗機(jī)上用作后機(jī)身隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩、機(jī)尾罩等非承力構(gòu)件。60年始鈦合金的使用部位從后機(jī)身移向中機(jī)身、部分地代替結(jié)構(gòu)鋼制造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構(gòu)件。各種還原劑對(duì)鈦鐵礦的還原活性按以下順序遞減:木炭>無煙煤>石油焦>冶金焦。鈦合金在飛機(jī)中的用量迅速增加,達(dá)到飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的20%~25%。70年代起,民用機(jī)開始大量使用鈦合金,如波音747客機(jī)用鈦量達(dá)3640公斤以上。馬赫數(shù)小于 2.5的飛機(jī)用鈦主要是為了代替鋼,以減輕結(jié)構(gòu)重量。
合金元素鈦有兩種同質(zhì)異晶體:882℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據(jù)它們對(duì)相變溫度的影響可分為三類:①穩(wěn)定α相、提高相轉(zhuǎn)變溫度的元素為α穩(wěn)定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對(duì)提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度氧和氮在α相中有較大的溶解度,對(duì)鈦合金有顯著強(qiáng)化效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在 0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。自1963年臺(tái)襯鈦尿素組成塔投產(chǎn)以來,現(xiàn)在已有近萬臺(tái)設(shè)備在全世界運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)踐標(biāo)明襯鈦組成塔無顯著腐蝕。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會(huì)產(chǎn)生氫化物,使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
類別 鈦合金根據(jù)相的組成可分為三類:α合金,(α β)合金和β合金,中國分別以TA、TC、TB表示。
① α合金含一定量的穩(wěn)定α相的元素,平衡狀態(tài)下主要由α相組成。α合金比重小,熱強(qiáng)性好、具有良好的焊接性和優(yōu)異的耐蝕性,缺點(diǎn)是室溫強(qiáng)度低,通常用作耐熱材料和耐蝕材料。α合金通常又可分為全α合金(TA7)、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。到1983年,在16年的時(shí)間里,日本出產(chǎn)了用于國際各地海水淡化設(shè)備的薄壁鈦焊管4038t,至今未發(fā)作因海水腐蝕而損壞的現(xiàn)象。 ② (α β)合金含一定量的穩(wěn)定α相和β相的元素,平衡狀態(tài)下合金的組織為α相和β相。(α β)合金有中等強(qiáng)度、并可熱處理強(qiáng)化,但焊接性能較差。(α β)合金應(yīng)用廣泛,其中Ti-6Al-4V合金的產(chǎn)量在全部鈦材中占一半以上。
?、?β合金含大量穩(wěn)定β相的元素,可將高溫β相全部保留到室溫。β合金通常又可分為可熱處理β合金(亞穩(wěn)定β合金和近亞穩(wěn)定β合金)和熱穩(wěn)定β合金??蔁崽幚?β合金在淬火狀態(tài)下有優(yōu)異的塑性,并能通過時(shí)效處理使抗拉強(qiáng)度達(dá)到130~140kgf/mm2。鈦材中工業(yè)純鈦(以TA2運(yùn)用廣泛),Ti-6Al—4V(在需求必定強(qiáng)度時(shí))和Ti-0.8Ni—0.3Mo(存在縫隙時(shí)或在非氧化性介質(zhì)中)。β合金通常作高強(qiáng)度高韌性材料使用。缺點(diǎn)是比重大,成本高,焊接性能差,切削加工困難。
常用的熱處理方法有退火、固溶和時(shí)效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α β)合金退火溫度選在(α β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下120~200℃;固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解,得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn),達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。通常(α β)合金的淬火在(α β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40~100℃進(jìn)行,亞穩(wěn)定β 合金淬火在(α β)—→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上40~80℃進(jìn)行。在需求增加、進(jìn)口替代雙重作用下,國內(nèi)布局鈦材的企業(yè)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。時(shí)效處理溫度一般為450~550℃。此外,為了滿足工件的特殊要求,工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。
無縫鈦管硬度較高。鈦合金(退火態(tài))的硬度HRC為32—38。
高溫和低溫性能優(yōu)良。固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解,得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn),達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。目前新型耐熱鈦合金的工作溫度可達(dá)550—600℃;在低溫下,鈦合金的強(qiáng)度反而比在常溫時(shí)增加,且具有良好的韌性,無縫鈦管彈性模量低。鈦合金(退火態(tài))的彈性模量為1.078×10-1.176×10MPa,約為鋼和不銹鋼的一半。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):ASTMB337,ASTMB338,ASTMB338B861