
钛合金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。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。特点钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:①比强度(抗拉强度/密度)高(见图),抗拉强度可达100~140kgf/mm2,而密度仅为钢的60%。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。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,有抵抗多种介质侵蚀的能力。

钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。定制钛管航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。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)。钛管厂家钛管质量轻,强度高,机械性能优越。它广泛应用于热交换设备,如列管式换热器、盘管式换热器、蛇形管式换热器、冷凝器、蒸发器和输送管道等。目前,很多核电工业把钛管作为其机组标准用管。

钛合金管、钛板材的生产加工工艺介绍。熔炼与铸锭 钛的熔点高,化学性质活泼,在高温或熔融状态下容易与空气和耐火材料发生作用。钛及钛合金通常在真空或惰性气体保护的气氛下,在水冷或液体金属冷却的铜坩埚内熔铸。目前钛锭生产中应用最为广泛的是真空自耗电极电弧炉熔炼。将一定比例的海绵钛、返回料和合金元素混合均匀后,在液压机上压制成块状(称电极块),再采用等离子焊接方法将电极块焊接成电极(棒),在真空自耗电极电弧炉中经二次重熔成锭。为保证铸锭成分均匀,对加入的合金元素、返回料和海绵钛的粒度均控制在一定范围之内,并采取三次真空重熔。

钛合金的强度高于一般不锈钢和铝合金,可以达到不锈钢的2倍。例如:TA2是纯钛,TC4是钛合金的,非专业的用户较难在市面找到真正的TC4,因为TA2和TC4从表面基本区分不出来,密度虽然TC4的重一点,但是这个不能作为标准,但是纯钛管和TC4管加工工艺不一样,纯钛都是穿管,TC4不能穿,只能机械加工。简单的肉眼鉴别方法可以参考钛管内壁,机械加工的不光滑,是TC4或其他钛合金的可能性大,而光滑的是纯钛可能性大,不过这个方法不一定准。现在管业发达,不透钢304无缝钢工艺和质量实际上也很好,例如外32内26(壁厚3mm)或外35内28(壁厚3.5mm)的304无缝钢管,(理论上壁厚不变的情况下,外径越小越能承受高压)只要内外无明显变形或损伤,临界点都是可以承受二十mpa左右的气压,但这是临界点,它随时有可能会炸!

钛管爆破压力为61.76MPa,钛焊管纵焊缝处出现一细小裂纹,管内水从焊缝处爆破冲出。无缝钛管:爆破压力为68.10MPa,管子试压装堵头连接处出现较大裂纹,管内水从管与堵头连接处爆破冲出,无缝管本身未发生破坏。钛管换热器、冷凝器、凝汽器等在使用过程中因受壳程流体诱发的振动,引起不同流体的漩涡、抖振、弹性激振及声学共振,这些振荡组合起来就形成剧烈振动,从而导致管子不断撞击折流板,产生管子被折流板边缘切割穿透、管子与管板连接处被拉裂至发生泄露等现象。因此对钛焊管和钛无缝管进行疲劳振动试验,统计在同等条件下钛焊管和钛无缝管的疲劳次数,以确定用钛焊管代替钛无缝管后是否对设备使用寿命有影响。