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工业纯钛棒和钛合金棒材料的几种常见的应用介绍

发布于:2019-01-14 10:51 编辑:志峰钛业 浏览:

  钛合金具有良好的焊接、冷热压力加工和机械加工性能,可加工成各种钛型材、钛棒钛板材及钛管材供应。

  钛是一种理想的结构材料,钛的密度不大,仅为4.5g/m3,比钢轻43%,但钛的强度比铁高一倍,比纯铝几乎高5倍。具有低密度高强度性能。这种高的强度和不大的密度相结合,使得钛棒在技术上占有极重要的地位。同时钛合金棒的耐腐蚀性近乎或超过不锈钢,所以在石油、化工、农药、染料、造纸、轻工、航空、宇宙开发、海洋工程等方面都得到了广泛的应用

  钛的合金具有很高的比强度(强度和密度之比),钛合金棒、纯钛棒已在航空、军工、造船、化工、冶金、机械、医疗等领域起着不可替代的作用。例如,钛与铝、、锰等元素组成的合金,经过热处理,强度极限可达1176.8-1471MPa, 比强度达27-33,与它相同强度的合金钢,其比强度只有15.5-19。钛合金不仅强度高,而且耐腐蚀,因此在船舶制造、化工机械和医疗器械方面都有广泛的应用。其中耐蚀性钛合金主要用于各种强腐蚀环境的反应器、塔器、高压釜、换热器、泵、阀、离心机、管道、管件、电解槽等。但由于钛合金的价格较高,限制了它们的应用。

  不同型态钛合金的应用

  1、碘法钛,牌号TAD:是以碘化法所获得的高纯度钛,故称碘法钛,或称化学纯钛。但是,其中仍含有氧、氮、碳这类间隙杂质元素,它们对纯钛的力学性能影响很大。随着钛的纯度提高,钛的强度、硬度明显下降;故其特点是:化学稳定性好,但强度很低。

  由于高纯度钛的强度较低,因此它作为结构材料应用意义不大,故在工业中很少使用。目前在工业中广泛使用的是工业纯钛棒和钛合金棒。

  2、工业纯钛:与化学纯钛不同之处是,工业纯钛含有较多量的氧、氮、碳及多种其他杂质元素(如铁、硅等),它实质上是一种低合金含量的钛合金。与化学纯钛相比,由于含有较多的杂质元素,其强度大大提高,它的力学性能和化学性能与不锈钢相似(但和钛合金相比强度仍然较低)。

  工业纯钛的特点是:强度不高,但塑性好,易于加工成形、冲压、焊接、可切削加工性能良好;在大气、海水、湿氯气及氧化性、中性、弱还原性介质中具有良好的耐蚀性,抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢;但耐热性较差,使用温度不宜太高。

  工业纯钛按其杂质含量的不同,分为TA1、TA2、TA3三个牌号。这三种工业纯钛的间隙杂质元素是逐渐增加的,故其机械强度和硬度也随之逐级增加,但塑性、韧性相应下降。

  工业上常用的工业纯钛是TA2,因其耐蚀性能和综合力学性能适中。对耐磨和强度要求较高时可选用TA3。对要求较好的成形性能时可选用TA1。

  工业纯钛主要用于工作温度350℃以下,受力不大,但要求塑性好的冲压件和耐蚀结构零件,例如:飞机的骨架、蒙皮、发动机附件;船舶用耐海水腐蚀的管道、阀门、泵及水翼、海水淡化系统零部件;化工上的热交换器、泵体、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、紧固件、离子泵、压缩机气阀以及柴油发动机活塞、连杆、叶簧等。

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  3、α型钛合金,牌号TA4钛棒、TA5钛棒、TA6钛棒、TA7钛棒:这类合金在室温和使用温度下呈α型单相状态,不能热处理强化(退火是唯一的热处理形式),主要依靠固溶强化。室温强度一般低于β型和α+β型钛合金(但高于工业纯钛),而在高温(500-600℃)下的强度和蠕变强度却是三类钛合金中最高的;且组织稳定、抗氧化性和焊接性能好,耐蚀性和可切削加工性能也较好,但塑性低(热塑性仍然良好),室温冲压性能差。其中使用最广的是TA7,它在退火状态下具有中高强度和足够的塑性,焊接性良好,可在500℃以下使用;当其间隙杂质元素(氧、氢、氮等)含量极低时,在超低温时还具有良好的韧性和综合力学性能,是优良的超低温合金之一。

  TA4的抗拉强度比工业纯钛稍高,可做中等强度范围的结构材料。国内主要用作焊丝。

  TA5、TA6用于400℃以下在腐蚀介质中工作的零件及焊接件,如飞机蒙皮、骨架零件、压气机壳体、叶片、船舶零件等。

  TA7用于500℃以下长期工作的结构件和各种模煅件,短时使用可到900℃。亦可用于超低温(-253℃)部件(如超低温用的容器)。