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鈦合金閥門的材質選用

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發表時間:2017-12-22 10:48

鈦合金閥門的材質選用

目前,隨著科技的進步以及各行各業對新材料應用力度的加大,鈦閥門作為各種特殊環境及特殊流體介質輸送系統的必備產品已被大量應用。然而不同領域及行業的流體介質和環境條件不盡相同,對鈦閥所用材料的性能等要求有所不同。同時,由于鈦閥不同組件性能要求存在差異,成型工藝不同,以及為降低成本部分部件需選用代用材料等因素影響,選材成為鈦閥門設計制造中必須首要考慮的技術問題之一.

2、常用鈦及鈦合金

2.1、工業純鈦

工業純鈦系指幾種具有不同的Fe、C、N、O等雜質含量的非合金鈦。工業純鈦不能進行熱處理強化,成型性能優良,易于熔焊和釬焊。工業純鈦實際應用廣泛,真空技術網調研后發現典型變形工業純鈦牌號有TA1、TA2和TA3等;典型鑄造工業純鈦牌號有ZTA1、ZTA2和ZTA3。

2.2、鈦合金

α型鈦合金具有良好的焊接性能、鑄造性能、壓力加工性能、組織穩定性和無冷脆性,缺點是較低的工藝塑性及對氫脆的敏感性。α型鈦合金實際應用廣泛,典型α型變形鈦合金牌號有TA5、TA7、TA9等。

β型鈦合金主要成分為Ti中加入Cr、Mo、V等元素的合金,這類合金經淬火處理后得到β固溶體組織,具有較高的強度和沖擊韌性,壓力加工性能和焊接性能良好。但是β型鈦合金的組織和性能不穩定,熔煉工藝復雜,應用較少。穩定的β型鈦合金有TB7和Ti40。

α+β型鈦合金的室溫組織為α+β組織,是在穩定狀態下含5%~25%的β相以及從β區急劇冷卻形成α型馬氏體相的α+β鈦合金,它可通過熱處理淬火加時效處理強化。α+β型鈦合金力學性能范圍較寬,在寬廣的溫度范圍內有較好的綜合性能,可適合各種不同的用途。典型α+β型變形鈦合金牌號有TC4、TC11和TC16等。典型α+β型鑄造鈦合金牌號有ZTC3、ZTC4和ZTC5。

3、鈦的力學性能

鑄造用鈦金屬必須具備良好的流動性和工藝性,鍛造用鈦金屬必須具備良好的塑性,

鈦中經常存在的O、C和N等雜質對鈦的力學性能影響很大,它們能提高鈦的強度而降低其塑性,其N的影響較大,C的影響較小,O的影響居中。另外,B、Be和Al等元素對提高鈦的強度影響較大,而Cr、Mo、Mn、Fe、V和Sn等對鈦的強度影響較小。Al常作為α型、α+β型鈦合金中的α穩定元素和重要合金元素,對合金有細化晶粒,提高再結晶溫度和相變溫度,并有顯著強化作用,且能夠降低合金密度,增加合金彈性模量。Mo常作為β型、α+β型鈦合金中的β穩定元素和重要的合金元素,旨在不顯著降低材料塑性的情況下,有較大的強化作用,能夠同時提高材料的斷裂韌性、耐蝕性,降低其應力腐蝕敏感性。


H對鈦及鈦合金的力學性能也有較大影響,當H含量達到一定數值后,將大大提高鈦及鈦合金對缺口的敏感性,從而降低缺口試樣的沖擊韌性等性能。一般認為,氫含量應低于0.007%~0.008%(質量分數),而不允許高于0.0125%~0.015%(質量分數),高于此含量,組織上將析出氫化物,并出現明顯的氫脆現象。對鈦及鈦合金來說,氫脆是一個重要的問題。鈦容易從酸洗液、腐蝕液和熱加工的高溫氣氛中吸氫。鈦及其合金的氫脆常有兩種表現形式。一是強度稍有增加,塑性及沖擊韌性降低。另一種形式是類似于鋼的脆化,在恒載荷或持續載荷下,進行慢速拉伸時出現的一種脆化現象。


文章分類: 新聞動態
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