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浅析钛合金异型管的特点

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钛合金异型管是利用钛合金制作的管子,其具有较高的力学性能、优良的冲压性能。并且此类异型管可进行各种形式的焊接,接头强度可达基体金属强度的90%,且切削加工性能良好。钛合金异型管对氯化物、硫化物和氨具有较高的耐蚀性能,在海水中的耐蚀性比铝合金、不锈钢、镍基合金还高。

目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al- 2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。钛合金异型管按组织可分三类:一是钛中加入铝和钒等元素;二是钛中加入铝和锡元素;三是钛中加入铝铬钼钒等合金元素。按用途则可分为:耐热合金、高强合金、耐蚀合金、低温合金以及特殊功能合金等。而按混合元素分以钛为基加入其他元素组成的合金。

中国于1956年开始钛和钛合金研究,60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。目前钛合金异型管主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

(一)钛合金异型管的硬度很高;

(二)耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜,使异型管具有抵抗多种介质侵蚀的能力。通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性,在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。不过在还原性介质如盐酸等溶液中,钛的耐蚀性能较差;

(三)虽然钛合金异型管的冲压性差,但它的热塑性良好;

(四)比强度(即抗拉强度/密度)高,抗拉强度可达100~140kgf/mm2,而密度仅为普通钢异型管的百分之六十;

(五)低温性能好,间隙元素极低的钛合金异型管如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性;

(六)弹性模量低、热导率小,且钛合金异型管无铁磁性;

(七)钛合金异型管的中温强度好,使用温度比铝合金高几百度,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作。

所以说钛合金异型管具有强度高而密度又小、机械性能好、韧性和抗蚀性能好等特点。但是同时它的工艺性能差、切削加工困难、在热加工中、非常容易吸收氢氧氮碳等杂质,且抗磨性差生产工艺复杂。