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工业纯钛介绍

广州丰达换热科技有限公司    技术支持    工业纯钛介绍

钛是按照杂质元素的含量划分等级的。它具有优良的冲压工艺性能和焊接性能,对热处理及组织类型不敏感,在令人满意的塑性条件下具有一定的强度。它的强度主要取决于间隙元素氧、氮的含量。它在海水中具有较高的抗腐蚀性能,但在无机酸中较差。一般用于制造-253~350℃温度下工作的、受力不大的各种板材零件或锻件,也可制造铆钉线材和管材。

含一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质的α相钛。钛含量不低于98%、含有少量氧’氮‘氢、碳、硅和铁等杂质的紧密金属钛。氧、氮、碳、氢和硅属于间隙杂质元素,钛属于替代式β稳定元素。氧、氮、碳都能提高钛的室温抗拉强度,同时也会降低钛的塑性,因此钛中氧、氮、碳的含量都有比较严格的限制,特别是氧含量。氢在钛中的溶解度很小,氢与钛的反应是可逆的。氢对钛性能的主要影响表现为“氢脆”,当钛中氢含量达到一定量后,将会大大提高钛对缺口的敏感性,从而急剧地降低缺口试样的冲击韧性等性能。通常规定钛中氢含量不得超过0.015%。钛是现代宇宙航空科学,海洋科学和核能发电等尖端科学工业所不可缺少的材料。钛比一半金属轻48%,且韧性强,耐酸碱性、抗腐蚀、稳定性高、高强度,良好弹性等优点,符合人体工程系,钛对人体无毒,无任何辐射。

钛的牌号

工业纯钛的典型牌号有:美国ASTM的Gr-1、Gr-2、Gr-3、Gr-4;日本JIS的class1、2、3;英国IMI的115、125、130、155、160;德国DIN的3.1025、3.7035、3.7055、3.7065.中国工业纯钛的材料牌号有变形工业纯钛TA1、TA2、TA3;铸造工业纯钛ZTAL1、ZTAL2、ZTAL3.

钛的加工

工业纯钛一般应经过两次真空(其中至少一次是在真空自耗电极电弧炉中)熔炼,其铸件通常是在真空壳式炉中进行生产。工业纯钛即可承受热加工,也可承受冷加工。由于钛加热时容易吸收氧、氮和氢,使塑性降低并使性能变坏,所以在加热时必须注意使炉内的气氛保持中性或微弱氧化性气氛,尽量避免采用还原性气氛,更不允许使用氢气加热。可在通常的设备上进行锻造、挤压、轧制和拉伸等加工,其热加工的温度范围为800~900℃。进行冷加工时,当冷加工效率达到一定值(如30%-60%)时,应进行中间退火。

工业纯钛的切削性类似于奥氏体不锈钢,但由于钛的化学活性高、导热性差,对刀具表面有较高的粘结倾向,因此具体切削工艺与钢应有所区别。采用锋利的工gorlg刀具、大进给量、较低的切削速度和溶油性冷却液,以及刚性强的工夹具,能顺利地进行切削加工。工业纯钛适合于各种焊接,焊缝区有极好的流动性。焊接方法很多,工业上应用最广泛的是氩气保护电弧焊。

钛的用途

由于工业纯钛具有较好的综合性能和优异的耐蚀性能,使它成为许多工业部分不可缺少的结构材料。而作为生物植入材料,自60年代以来,已在临床上得到广泛应用。在所有的常用植入金属材料中,钛的生物相溶性好,而且由于其密度和弹性接近入骨,又无磁性,因而在不锈钢、钴铬钼合金和钛三大金属植入物材料中,钛是最有发展前途的一种生物工程材料。钛的应用已解决了许多重大工程技术难题,促进了科技进步,带来了明显的经济效益,而钛的优异性能和巨大潜力,又展现了其应用的更广阔的前景。

钛的工艺性能

钛具有可塑性。高纯钛的延伸率可达50%-60%,断面收缩率可达70%-80%,尽管高纯钛强度低,但纯工业钛中含有少量杂质和添加合金元素可显著强化其机械性能,使其强度可与高强度相比拟。这就是说工业纯钛管中,只要含有少量间隙杂质及其它金属杂质,就可使其既具有高强度,又有适当的塑性。工业纯钛管的比强度(强度与重量比)在金属结构材料中是很高的,它的强度与钢材相当,但其重量仅为钢材的57%,另外,钛管的耐热性很强,在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性。钛管还具有良好的耐低温性能,即使在-250℃的超低温下,它仍具有较高的冲击强度,可耐高压抗震动。工业纯钛管的另一显著特点是耐腐蚀性强,这是由于它对氧的亲和力特别大,能在其表面上生成一层致密的氧化膜,可保护钛不受介质腐蚀。因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其他有色金属的耐腐蚀性都好。工业纯钛管的应用范围十分广泛,工业纯钛管不仅在航天、航空工业中有十分重要的应用,而且已经在化工、石油、轻工、发电等许多工业部门中广泛应用。由于纯工业钛管具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀等许多优良特性,被誉为“未来的金属”,是很有发展前途的一种新型结构材料。

钛可进行锻造、轧制、挤压、冲压等各种压力加工,原则上加热钢材所采用的设备都可以用于钛材加热,要求炉内气氛保持中性或弱氧化性气氛,绝不允许使用氢气加热。

钛的屈强比(σ0.2/σb)较高,一般在0.70~0.95之间,变形抗力大,而钛的弹性模量相对较低,因此钛材在加工成型时比较困难。纯钛具有良好的焊接性能,焊缝强度、延性和抗蚀性与母材相差不多。为防止焊接时的污染,须采用钨极氩气保护焊。

钛的切削加工比较困难,主要原因是钛的摩擦系数大,导热性差,热量主要集中在刀尖上,使刀剑很快软化。同时钛的化学活性高,温度升高容易粘附刀具,造成粘结磨损。在切削加工时,应正确选用刀具材料,保持刀具锋锐,并采用良好的冷却工艺。

 

2019年6月24日 11:43
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