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。
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。
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。
钛管与其他合金管的优势对比,钛分为钛合金和纯钛两种,目前钛合金的应用越来越广泛,但是相比较于其他合金的应用就要差很多。这并不代表钛合金相比较于其他合金有哪些劣势存在,正好相反,由于钛合金诸多优良性能,导致其在生产制作过程中困难大于其他合金,这在一定程度上限制阻碍了钛合金的应用发展。那么,钛合金特别是钛管相比较于其他的合金有哪些优势呢?钛合金管相比较于其他的合金有诸多的优势,主要可以参考以下几点:1.比强度高。比强度是指抗拉强度与密度的比值,钛管的抗拉强度可达到100-140kgf/mm2,而密度仅为其他钢材的60%。
钛管按照使用要求和性能的不同执行两个国家标准:GB/T3624-1995 GB/T3625-1995。供应牌号:TA0,TA1,TA2,TA9,TA10,BT1-00,BT1-0,Gr1,Gr2,供应规格:直径 φ4~114mm,壁厚δ0.2~4.5mm,长度 15m以内。钛合金管价格钛管质量轻,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。定制钛合金管典型合金的成分和性能见表。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。
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。