高压钛合金管
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***号近30种。使用广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(T***),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
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。
类别 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。
① 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)。 ② (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***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。
③ β合金含大量稳定β相的元素,可将高温β相全部保留到室温。β合金通常又可分为可热处理β合金(亚稳定β合金和近亚稳定β合金)和热稳定β合金。可热处理 β合金在淬火状态下有优异的塑性,并能通过时效处理使抗拉强度达到130~140kgf/mm2。β合金通常作高强度高韧性材料使用。缺点是比重大,成本高,焊接性能差,切削加工困难。

各种还原剂对钛铁矿的还原活性按以下顺序递减:木炭>无烟煤>石油焦>冶金焦。木炭的活性高,并可使炉料具有较大的电阻,但价格贵,不宜应用。石油焦的含碳量较高,灰分较低,但活性低,价格贵,不是理想的还原剂,仅用在小规模生产高质量钛渣的场合。国内外生产实践表明,无烟煤是熔炼高钛渣合适的还原剂,它的含碳量和活性均较高,价格低廉,来源可靠;与钛铁精矿混合制团后的电阻较大(80~340k0/cm3),但应选择低灰分,低挥发分和低硫的无烟煤。