Знакомство с стержнями из чистого титана и материалами стержней из титановых сплавов.
Титан и титановые сплавы обладают хорошими свойствами сварки, обработки горячим и холодным давлением, а также механической обработки и могут быть переработаны в различные титановые профили, титановые стержни, титановые пластины и титановые трубы для поставки.
Титан – идеальный конструкционный материал. Плотность титана невысокая, всего 4,5 г/м3, что на 43% легче стали. Однако титан в два раза прочнее железа и почти в 5 раз прочнее чистого алюминия. Он имеет низкую плотность и высокие прочностные свойства. Такое сочетание высокой прочности и низкой плотности делает титановые стержни занимающими очень важное место в технологии. В то же время коррозионная стойкость стержней из титанового сплава близка к коррозионной стойкости нержавеющей стали или превосходит ее, поэтому она широко используется в нефтяной, химической, пестицидной, красильной, бумажной, легкой промышленности, авиации, аэрокосмической промышленности, океаностроении и т. д. И Т. Д.
Титановые сплавыимеют высокую удельную прочность (отношение прочности к плотности). Стержни из титановых сплавов и стержни из чистого титана играют незаменимую роль в авиации, военной промышленности, судостроении, химической промышленности, металлургии, машиностроении, медицине и других областях. Например, после термообработки сплав, состоящий из титана и алюминия, хрома, ванадия, молибдена, марганца и других элементов, имеет максимальную прочность 1176,8-1471МПа и удельную прочность 27-33. Удельная прочность легированной стали при такой же прочности составляет всего 15.5 -19. Титановые сплавы не только обладают высокой прочностью, но и устойчивы к коррозии, поэтому широко используются в судостроении, химическом машиностроении, медицинском оборудовании и других областях. Среди них коррозионностойкие титановые сплавы в основном используются в реакторах, башнях, автоклавах, теплообменниках, насосах, клапанах, центрифугах, трубах, арматуре, электролизерах и т. д. в различных высокоагрессивных средах. Однако высокая цена титановых сплавов ограничивает их применение.
Применение различных типов титановых сплавов
1. Йодид титана, торговое название ТАД: Это титан высокой чистоты, полученный методом йодирования, поэтому его называют йодидом титана, или химически чистым титаном. Однако он все еще содержит элементы-примеси внедрения, такие как кислород, азот и углерод, которые оказывают большое влияние на механические свойства чистого титана. По мере увеличения чистоты титана прочность и твердость титана значительно снижаются; поэтому он характеризуется: хорошей химической стабильностью, но низкой прочностью. Из-за низкой прочности титана высокой чистоты его применение в качестве конструкционного материала имеет мало значения, поэтому в промышленности он применяется редко. В настоящее время в промышленности широко используются промышленные прутки из чистого титана и стержни из титановых сплавов.
2. Промышленный чистый титан: В отличие от химически чистого титана, промышленный чистый титан содержит большее количество кислорода, азота, углерода и множества других примесных элементов (таких как железо, кремний и т. д.). В природе это низколегированный сплав. Титановый сплав. По сравнению с химически чистым титаном его прочность значительно улучшена, поскольку он содержит больше примесных элементов. Его механические и химические свойства аналогичны нержавеющей стали (но все же менее прочны, чем титановые сплавы). Характеристики промышленного чистого титана: низкая прочность, но хорошая пластичность, легкость обработки, штамповки и сварки, хорошая обрабатываемость; он имеет хорошие характеристики в атмосфере, морской воде, влажном хлоре, окислительных, нейтральных и слабовосстанавливающих средах. производительность. Коррозионная стойкость и стойкость к окислению лучше, чем у большинства аустенитных нержавеющих сталей; но термостойкость плохая, и температура использования не должна быть слишком высокой. Промышленный чистый титан делится на три марки: GR1, GR2 и GR3 в зависимости от содержания примесей. Содержание элементов-примесей внедрения в этих трех типах промышленного чистого титана постепенно увеличивается, поэтому их механическая прочность и твердость также постепенно увеличиваются, но соответственно снижается пластичность и ударная вязкость. Коммерчески чистый титан, обычно используемый в промышленности, имеет обозначение GR2 из-за его умеренной коррозионной стойкости и комплексных механических свойств. GR3 можно использовать, когда требования к износостойкости и прочности высоки. GR1 можно выбрать, когда требуется более высокая производительность формовки.
Промышленный чистый титан в основном используется для штамповки деталей и коррозионностойких деталей конструкций с рабочей температурой ниже 350 градусов и низкими нагрузками, но требующих хорошей пластичности, таких как каркасы самолетов, обшивка, аксессуары для двигателей и т. д.; трубы, клапаны и насосы, устойчивые к коррозии морской воды, для судов. и суда на подводных крыльях, компоненты систем опреснения воды; химические теплообменники, корпуса насосов, дистилляционные башни, охладители, мешалки, тройники, рабочие колеса, крепежные детали, ионные насосы, клапаны компрессоров и поршни дизельных двигателей, шатуны, пластины Хуанг и т.д.
3. -титановый сплав, марки титановый стержень ГР4, титановый стержень ВТ5, титановый стержень ГР6: Этот тип сплава находится в однофазном состоянии -типа при комнатной температуре и температуре эксплуатации и не может быть упрочнен термической обработкой (отжиг является единственной формой термообработки). ). В основном полагается на упрочнение твердым раствором. Прочность при комнатной температуре обычно ниже, чем у титановых сплавов -типа и - -типа (но выше, чем у промышленного чистого титана), но прочность и предел ползучести при высоких температурах (500-600 градусов) являются самыми высокими среди трех виды титановых сплавов; Структура. Он обладает хорошей стабильностью, стойкостью к окислению и сварочными характеристиками, а также хорошей коррозионной стойкостью и технологичностью резки, но его пластичность низкая (термопластичность все еще хорошая), а характеристики штамповки при комнатной температуре плохие. Среди них наиболее широко используется GR6. Он имеет среднюю и высокую прочность и достаточную пластичность в отожженном состоянии. Он имеет хорошую свариваемость и может использоваться при температуре ниже 500 градусов. Когда содержание примесных элементов внедрения (кислорода, водорода, азота и т. д.) чрезвычайно низкое, он также обладает хорошей вязкостью и комплексными механическими свойствами при сверхнизких температурах, что делает его одним из превосходных сплавов для сверхнизких температур.
Прочность на разрыв GR4 немного выше, чем у промышленного чистого титана, и его можно использовать в качестве конструкционного материала средней прочности. В основном используется в качестве сварочной проволоки в нашей стране. TA5 и BT5 используются для деталей и сварных конструкций, работающих в агрессивных средах ниже 400 градусов, таких как обшивка самолетов, детали рамы, корпуса компрессоров, лопасти, детали кораблей и т. д. GR6 используется для деталей конструкций и различных штампованных поковок, которые работают при 500 градусах. в течение длительного времени и может достигать 900 градусов при кратковременном использовании. Его также можно использовать для деталей со сверхнизкими температурами (-253 градусов) (таких как контейнеры со сверхнизкими температурами).
4. -титановый сплав, марка ТБ2: Основными легирующими элементами этого типа сплава являются -фазостабилизирующие элементы, такие как молибден, хром и ванадий. При нормализации и закалке легко сохранить высокотемпературную фазу до комнатной температуры и получить более стабильную фазовую структуру, поэтому ее называют титановым сплавом -типа. Титановый сплав -типа может быть усилен термообработкой, обладает высокой прочностью, хорошими характеристиками сварки и обработки давлением; однако его характеристики недостаточно стабильны, процесс выплавки сложен, и его применение не так широко распространено, как титановые сплавы -типа и - -типа. Детали, которые можно использовать при температуре ниже 350 градусов, в основном применяют для изготовления различных штампованных листов и сварных деталей с общей термической обработкой (твердый раствор, старение); такие как лопатки компрессора, диски, валы и другие вращающиеся детали, работающие в тяжелых условиях, а также детали самолетов и т. д. . Сплав ТБ2 обычно поставляется в обработанном на раствор состоянии и используется после старения на раствор.
5. Часто используемые оценки титановых стержней и титановых стержней из титановых сплавовЭто титановые стержни BT3-1 и титановые стержни Ti-662: этот тип сплава демонстрирует двухфазную структуру при комнатной температуре, отсюда и название титановый сплав. Он обладает хорошими комплексными механическими свойствами, и большинство из них можно укрепить термообработкой (но Ti-2AL-1.5Mn, Ti-4AL-1.5Mn и TC7 не может быть усилен термической обработкой). Он обладает хорошими свойствами ковки, штамповки и сварки, поддается механической обработке, имеет высокую прочность при комнатной температуре и высокую прочность ниже 150-500 градусов. Теплостойкость, некоторая (например, Ti-2AL-1.5Mn, Ti-4AL-1.5Mn, Ti-5AL-4V , GR5) также обладают хорошей низкотемпературной вязкостью и хорошей устойчивостью к коррозии под напряжением в морской воде и коррозии под воздействием горячей соли; недостатком является то, что конструкция недостаточно устойчива.
GR5 — наиболее широко используемый сплав этого типа., а потребление титановых прутков ГР5 составляет примерно половину существующего производства титановых сплавов. Сплав не только обладает хорошими механическими свойствами при комнатной температуре, высоких и низких температурах, но также обладает превосходной коррозионной стойкостью в различных средах. Его также можно сваривать, подвергать горячей штамповке, холодной штамповке и термообработке для усиления; поэтому он широко используется в аэрокосмической, судостроительной, химической промышленности и других отраслях промышленности. Ti-2AL-1.5Mn и Ti-4AL-1.5Mn можно использовать для штамповки деталей, сварных деталей, штамповки и гнутых деталей, работающих при температуре до 400 градусов. Оба сплава также используются в качестве низкотемпературных конструкционных материалов. Ti-5AL-4V и GR5 могут использоваться в качестве долговременных рабочих частей при температуре ниже 400 градусов, структурных модулей, различных контейнеров, насосов, криогенных компонентов, корабельных устойчивых к давлению корпусов, гусениц танков и т. д. , с более высокой прочностью, чем Ti-2AL-1.5Mn и Ti-4AL-1.5Mn. BT3-1 может использоваться при температуре ниже 400 градусов и в основном используется в качестве конструкционного материала для авиационных двигателей. TC9 может использоваться для изготовления деталей, которые в течение длительного времени работают при температуре ниже 560 градусов, и в основном используется для дисков и лопаток компрессоров авиационных реактивных двигателей.
Ti-662 можно использовать для изготовления деталей, которые работают при температуре ниже 450 градусов в течение длительного времени, таких как детали конструкции самолетов, шасси, детали сотовых соединений, корпуса ракетных двигателей, детали конструкции оружия и т. д.
