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。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。
钛为同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。
将氧化钛矿石与氯结合以制备氯化钛。钛及钛合金哪家好这一步是大多数其他金属可以跳过的,因为它们在加工之前不必将氧化物转化为氯化物。这是一个需要更多时间和金钱的额外步骤。接下来,使用镁或钠作为还原剂还原氯化钛以形成钛。该过程的这一部分必须在钢制反应器内进行,该反应器被焊接封闭并加热至120℃。必须这样做是因为钛具有很强的反应性,混合物中的任何氧气都会导致非常脆的金属。(通常在氩气而不是氧气的受控环境中进行处理。)不幸的是,这意味着钛只能分批加工,不像铁和其他金属在高炉中连续流动。精细钛及钛合金对于钛,必须将材料加入并密封到反应器中几天,然后才能打开并除去钛。总的来说,提取和加工可能需要长达17天。大的反应堆每天可以生产大约一吨的钛,这也不错,但是用于铁的大型高炉每天可以生产多达10,000吨。
对于钛管的识别可以通过1:称重量,钛的密度为4.5左右;听声音,用金属轻轻敲击钛管,听其声音清脆,没有尾音,尾音就是声音慢慢的变小变尖,钢管和不锈钢管都有比较尖的尾音,比铝管声音稍高3。钛管用砂轮机切割时火焰承白色,须特殊砂轮,普通切割钢管和不锈钢管的砂轮根本无法切割,钢管和不锈钢管承火红色。看加工留下的废料,钛材料就是头发丝那么薄都很难用手拉断,反复折很多次才会断,这是其他金属不可能有的特点,这也钛管可耐高压且到极限也不会爆的原因;不生锈和不带磁这是当然的了。
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。
关于钛管的这些事,你需知道!使用钛的挑战。当然,所有应用都没有材料,钛也不例外。其中一个困难是材料比不锈钢更脆,更难以拉伸,使钛更难以使用。尽管钛可以被拉入管中,但是该工艺不会产生在拉制不锈钢时可能产生的良好光滑表面。有些公司可以将钛拉到Ra 8-10微英寸;但是,不锈钢可以拉伸到基本上更平滑的Ra 3-4微英寸或更好。钛管上的较粗糙的ID可能对需要移动通过管的任何液体的微流体性质产生影响,这在液体的平滑流动非常重要的应用中可能成为问题。对于大多数医疗设备应用,管子将携带血液和其他体液,这不是问题;然而,在管道将携带微小流体体积的应用中,湍流是一个严重的问题。