合金元素钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类:①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在 0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在 0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
碱洗过程中,碱液不断地被工件带走或蒸发,因此需要补充碱液。补充碱液时要定期对NaOH和NaN03进行成分分析,适时进行调整,从而使碱液成分保持相对稳定。钛合金板厂家认为碱洗时,不溶性的氧化皮渣沉淀在槽底,影响着槽体良好的导热性能,并且由于沉淀造成的缝隙,使得钢槽极易发生电化学腐蚀,大大缩短了其使用寿命。因此,对沉渣要及时清理。采用一个活动槽底收集渣子是常采取的办法。在需要消除沉积物时,只需将活动槽底吊走即可。
轧制与铝、铜、钢相比,钛合金板带材轧制时的特点是变形抗力大、塑性低、高温下易氧化,因而加工比较困难。钛镍管厂家轧制包括热轧、温轧和冷轧。热轧是钛板带生产过程的重要工序。制定钛合金板带材热轧工艺制度时,还应考虑到晶粒组织对力学性能的影响。为了减少加热时吸气层和氧化皮的形成,纯钛和低合金化钛合金采用较低的加热温度,且在热透情况下尽可能缩短保温时间。然而降低温度会使轧制时变形抗力急剧增加,同时塑性也下降,这对于高合金化钛合金往往是不允许的。精细钛镍管钛合金板商家表示为了获得均匀细小晶粒组织和具有良好性能的板带材,生产中常常采用多次热轧、包覆叠轧和温轧等,以保证板带材在α或α+β相区有足够的变形量。因此,确定合理的热轧工艺制度是十分重要的。
钛合金根据相的组成可分为三类:α合金,(α+β)合金和β合金,中国分别以TA、TC、TB表示。α合金含一定量的稳定α相的元素,平衡状态下主要由α相组成。α合金比重小,热强性好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性,缺点是室温强度低,通常用作耐热材料和耐蚀材料。α合金通常又可分为全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)。(α+β)合金含一定量的稳定α相和β相的元素,平衡状态下合金的组织为α相和β相。(α+β)合金有中等强度、并可热处理强化,但焊接性能较差。(α+ β)合金应用广泛,其中Ti-6Al-4V合金的产量在全部钛材中占一半以上。
管材切割与坡口加工应在专门的作业场所内采用机械加工方法进行。加工时要用非污染介质洁净水进行冷却,以防氧化。加工工具应专用,并保持清洁,以防铁质污染。加工好的管口应保证表面平整,无裂纹、重皮等缺陷。切口平面大倾斜度偏差不超过管径的1%。用奥氏体不锈钢制的钢丝刷清除钛管所有焊接表面及坡口附近100mm内的锈皮、油漆、脏物、灰尘和能与钛材起反应的杂物。钛管用砂轮修整加工面,清除飞边、毛刺、凸凹等缺陷。在国内一些家居行业为了提高现有门窗的性能和档次,改变了过去只追求省工、省料、低价格的低水平的结构,实现由以推拉窗为主向性能较好的平开窗为主的一个过渡,实现单层、双层、三层及小开启大固定等多样化系统设计。同时在钛合金门的框材、玻璃、隔条、密封胶等的选择上也要注重取材。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。钛合金无缝管热处理钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度;针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性;等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。