Introducció a les varetes de titani pur i els materials de varetes d'aliatge de titani
Els aliatges de titani i titani tenen bones propietats de soldadura, processament a pressió calenta i freda i processament mecànic, i es poden processar en diversos perfils de titani, barres de titani, plaques de titani i tubs de titani per al subministrament.
El titani és un material estructural ideal. La densitat del titani no és alta, només 4,5 g/m3, que és un 43% més lleuger que l'acer. Tanmateix, el titani és dues vegades més fort que el ferro i gairebé 5 vegades més fort que l'alumini pur. Té propietats de baixa densitat i alta resistència. Aquesta combinació d'alta resistència i baixa densitat fa que les varetes de titani ocupin una posició molt important en la tecnologia. Al mateix temps, la resistència a la corrosió de les barres d'aliatge de titani és propera o supera la de l'acer inoxidable, de manera que s'utilitza àmpliament en petroli, productes químics, pesticides, tints, fabricació de paper, indústria lleugera, aviació, desenvolupament aeroespacial, enginyeria oceànica i ETC.
Aliatges de titanitenen una alta resistència específica (relació de força a densitat). Les varetes d'aliatge de titani i les varetes de titani pur tenen un paper insubstituïble en l'aviació, la indústria militar, la construcció naval, la indústria química, la metal·lúrgia, la maquinària, la medicina i altres camps. Per exemple, després del tractament tèrmic, l'aliatge compost de titani i alumini, crom, vanadi, molibdè, manganès i altres elements té una resistència màxima de 1176.8-1471MPa i una resistència específica de 27-33. La resistència específica de l'acer aliat amb la mateixa resistència és només 15.5 -19. Els aliatges de titani no només tenen una alta resistència, sinó que també són resistents a la corrosió, de manera que s'utilitzen àmpliament en construcció naval, maquinària química, equips mèdics i altres camps. Entre ells, els aliatges de titani resistents a la corrosió s'utilitzen principalment en reactors, torres, autoclaus, intercanviadors de calor, bombes, vàlvules, centrífugues, canonades, accessoris, electròlitzadors, etc. en diversos entorns altament corrosius. No obstant això, l'alt preu dels aliatges de titani limita les seves aplicacions.
Aplicacions de diferents tipus d'aliatges de titani
1. Iodur de titani, nom comercial TAD: és titani d'alta puresa obtingut pel mètode de iodació, per la qual cosa s'anomena iodur de titani, o titani químicament pur. Tanmateix, encara conté elements d'impureses intersticials com l'oxigen, el nitrogen i el carboni, que tenen un gran impacte en les propietats mecàniques del titani pur. A mesura que augmenta la puresa del titani, la força i la duresa del titani disminueixen significativament; per tant, es caracteritza per: bona estabilitat química, però baixa resistència. A causa de la baixa resistència del titani d'alta puresa, la seva aplicació com a material estructural és de poca importància, per la qual cosa s'utilitza rarament a la indústria. Actualment, les barres industrials de titani pur i les barres d'aliatge de titani s'utilitzen àmpliament a la indústria.
2. Titani industrial pur: A diferència del titani químicament pur, el titani pur industrial conté quantitats més grans d'oxigen, nitrogen, carboni i una varietat d'altres elements d'impureses (com ara ferro, silici, etc.). Té un baix contingut d'aliatge a la natura. Aliatge de titani. En comparació amb el titani químicament pur, la seva força millora molt perquè conté més elements impures. Les seves propietats mecàniques i químiques són similars a les de l'acer inoxidable (però encara menys resistents que els aliatges de titani). Les característiques del titani pur industrial són: baixa resistència, però bona plasticitat, fàcil de processar, estampar i soldar, i té una bona mecanització; té un bon rendiment a l'atmosfera, aigua de mar, clor humit, medis oxidants, neutres i dèbilment reductors. rendiment. La resistència a la corrosió i la resistència a l'oxidació són millors que la majoria dels acers inoxidables austenítics; però la resistència a la calor és baixa i la temperatura d'ús no ha de ser massa alta. El titani pur industrial es divideix en tres graus: GR1, GR2 i GR3 en funció del contingut d'impureses. Els elements d'impuresa intersticial d'aquests tres tipus de titani pur industrial augmenten gradualment, de manera que la seva resistència mecànica i duresa també augmenten gradualment, però la plasticitat i la duresa disminueixen en conseqüència. El titani comercialment pur que s'utilitza habitualment a la indústria és GR2 per la seva moderada resistència a la corrosió i les seves propietats mecàniques completes. GR3 es pot utilitzar quan els requisits de resistència al desgast i resistència són alts. GR1 es pot seleccionar quan es requereix un millor rendiment de conformació.
El titani pur industrial s'utilitza principalment per estampar peces i peces estructurals resistents a la corrosió amb temperatures de treball inferiors a 350 graus i baixes tensions, però que requereixen una bona plasticitat, com ara marcs d'avions, pells, accessoris de motor, etc.; canonades, vàlvules i bombes resistents a la corrosió d'aigua de mar per a vaixells. i hidroplans, components del sistema de dessalinització; intercanviadors de calor químics, cossos de bombes, torres de destil·lació, refrigeradors, agitadors, tees, impulsors, elements de fixació, bombes d'ions, vàlvules de compressor i pistons de motor dièsel, bielles, plaques Huang, etc.
3. -Tipus aliatge de titani, vareta de titani de les marques GR4, vareta de titani BT5, vareta de titani GR6: aquest tipus d'aliatge es troba en un estat monofàsic a temperatura ambient i temperatura de servei, i no es pot reforçar amb tractament tèrmic (el recuit és l'única forma de tractament tèrmic). ). Es basa principalment en l'enfortiment de la solució sòlida. La resistència a la temperatura ambient és generalment inferior a la dels aliatges de titani de tipus - i - - (però superior a la del titani pur industrial), però la resistència i la resistència a la fluència a altes temperatures (500-600 graus) són les més altes entre els tres tipus d'aliatges de titani; Estructura Té una bona estabilitat, resistència a l'oxidació i rendiment de soldadura, així com una bona resistència a la corrosió i processabilitat de tall, però la seva plasticitat és baixa (la termoplasticitat encara és bona) i el seu rendiment d'estampació a temperatura ambient és deficient. Entre ells, el GR6 és el més utilitzat. Té una resistència mitjana a alta i una plasticitat suficient en estat recuit. Té una bona soldabilitat i es pot utilitzar per sota dels 500 graus. Quan el contingut d'elements d'impureses intersticials (oxigen, hidrogen, nitrogen, etc.) és extremadament baix, també té una bona tenacitat i propietats mecàniques completes a temperatures ultra baixes, el que el converteix en un dels excel·lents aliatges de temperatura ultrabaixa.
La resistència a la tracció del GR4 és lleugerament superior a la del titani pur industrial i es pot utilitzar com a material estructural en el rang de resistència mitjana. S'utilitza principalment com a fil de soldadura al nostre país. TA5 i BT5 s'utilitzen per a peces i soldadures que treballen en medis corrosius per sota dels 400 graus, com ara pells d'avions, peces de bastidor, carcassa de compressors, fulles, peces de vaixells, etc. GR6 s'utilitza per a peces estructurals i diverses peces forjades que funcionen a 500 graus. durant molt de temps i pot arribar als 900 graus per a un ús a curt termini. També es pot utilitzar per a peces de temperatura molt baixa (-253 graus) (com ara recipients de temperatura molt baixa).
4. -Tipus aliatge de titani, marca TB2: Els principals elements d'aliatge d'aquest tipus d'aliatge són elements estabilitzadors de fase com el molibdè, el crom i el vanadi. Durant la normalització i l'extinció, és fàcil mantenir la fase d'alta temperatura a temperatura ambient i obtenir una estructura de fase més estable, per la qual cosa s'anomena aliatge de titani de tipus. -Tipus d'aliatge de titani es pot enfortir mitjançant tractament tèrmic, té una gran resistència i té un bon rendiment de soldadura i processament de pressió; tanmateix, el seu rendiment no és prou estable, el procés de fosa és complex i la seva aplicació no és tan estesa com els aliatges de titani de tipus -tip i - -. Les peces que es poden utilitzar per sota dels 350 graus s'utilitzen principalment per fabricar diversos estampats de plaques i peces soldades amb tractament tèrmic global (solució sòlida, envelliment); com ara pales de compressor, discs, eixos i altres peces giratòries de gran resistència, així com peces d'avions, etc. L'aliatge TB2 es lliura generalment en estat tractat amb solució i s'utilitza després de l'envelliment de la solució.
5. Graus d'ús habitual de varetes de titani i varetes de titani d'aliatge de titanisón barres de titani BT3-1 i barres de titani Ti-662: aquest tipus d'aliatge presenta una estructura bifàsica a temperatura ambient, d'aquí el nom d'aliatge de titani. Té bones propietats mecàniques completes, i la majoria d'elles es poden reforçar amb tractament tèrmic (però Ti-2AL{-1.5Mn, Ti-4AL{-1.5Mn i TC7 no es pot reforçar amb tractament tèrmic). Té bones propietats de forja, estampació i soldadura, es pot mecanitzar, té una gran resistència a temperatura ambient i una gran resistència per sota de 150-500 graus. Resistència a la calor, algunes (com ara Ti{-2AL{-1,5Mn, Ti{-4AL{-1,5Mn, Ti{-5AL{-4V , GR5) també tenen una bona tenacitat a baixa temperatura i una bona resistència a la corrosió per estrès d'aigua de mar i corrosió per estrès de sal calenta; el desavantatge és que l'estructura no és prou estable.
GR5 és l'aliatge d'aquest tipus més utilitzat, i el consum de barres de titani GR5 representa aproximadament la meitat de la producció d'aliatge de titani existent. L'aliatge no només té una bona temperatura ambient, alta temperatura i propietats mecàniques de baixa temperatura, sinó que també té una excel·lent resistència a la corrosió en una varietat de mitjans. També es pot soldar, formar en calent, formar en fred i tractar tèrmicament per reforçar-lo; per tant, s'utilitza àmpliament en l'aeroespacial, la construcció naval, la indústria química i altres sectors industrials. Ti-2AL-1.5Mn i Ti-4AL{-1.5Mn es poden utilitzar per estampar peces, peces soldades, peces forjades en matriu i peces doblegades que treballin a menys de 400 graus. Tots dos aliatges també s'utilitzen com a materials estructurals de baixa temperatura. Ti-5AL-4V i GR5 es poden utilitzar com a peces de treball a llarg termini per sota dels 400 graus, mòduls estructurals, diversos contenidors, bombes, components criogènics, carcassa resistent a la pressió de vaixells, vies de tancs, etc. , amb una resistència més alta que Ti-2AL-1,5Mn i Ti-4AL-1,5Mn. BT3-1 es pot utilitzar per sota dels 400 graus i s'utilitza principalment com a material estructural de motors aeris. TC9 es pot utilitzar per fabricar peces que funcionen per sota dels 560 graus durant molt de temps i s'utilitza principalment per a discos de compressor i pales de motors a reacció d'avions.
Ti-662 es pot utilitzar per fabricar peces que funcionen per sota dels 450 graus durant molt de temps, com ara peces estructurals d'avions, trens d'aterratge, peces de connexió de bresca, carcassa de motor de míssils, peces estructurals d'armes, etc.
