α钛合金
ta1
余量%
微量%
钛合金用途
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(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
钛有许多明显优越的特性:密度小(4.5kg/m3)、熔点高(1660℃)、耐腐蚀性强、比强度高、塑性好,还可以过合金化及热处理的办法制造出力学性能高的各种合金,是较为理想的航天工程结构材料。
TA1、TA2介绍
TA1、TA2都称为工业纯钛,区别在于后者铁和氧的含量要高一些,因此TA2的强度比TA1要高。
GB/T 3625-2007(换热器及冷凝器用钛及钛合金管)规定:
TA1抗拉大于等于240,屈服140-310,延伸率TA1大于等于24%,工艺性能要求TA1扩口不小于22%。
TA2抗拉大于等于400,屈服275-450,延伸率TA2大于等于20%,工艺性能要求TA2扩口不小于20%。
目前基本上都是用TA2,因为TA2强度比较高,设计的时候壁厚可以薄一些,一方面增强了换热效果,另一方面可以节约一些成本。
钛制管板换热器常采用材料为工业纯钛TA1、TA2其化学成分和力学性能分别见下表
TA1化学成分(%)
合号 | 化学成分组 | 主要成分 | 杂质 | |||||||
Ti | Al | V | Fe | Si | C | N | H | O | ||
TA1 | 工业纯钛 | 其余 |
|
| 0.15 | 0.1 | 0.05 | 0.03 | 0.015 | 0.15 |
TA2及其合金化学成分(%)
合号 | 化学成分组 | 主要成分 | 杂质 | |||||||
Ti | Al | V | Fe | Si | C | N | H | O | ||
TA2 | 工业纯钛 | 其余 |
|
| 0.3 | 0.15 | 0.1 | 0.05 | 0.015 | 0.2 |
TA1力学性能
牌号 | 室温力学性能不小于 | 热处理状态 | 冷弯角度 | ||||
抗拉强度σb Mpa | 屈服强度 σ0.2Mpa | 伸长率δ5 % | 收缩率ψ % | 冲击值αk J/cm2 | |||
TA1 | 343 | 275 | 25 | 50 | -- | 退火 | 130 |
TA2及其合金力学性能
牌号 | 室温力学性能不小于 | 热处理状态 | 冷弯角度 | ||||
抗拉强度σb Mpa | 屈服强度σ0.2Mpa | 伸长率δ5 % | 收缩率ψ % | 冲击值αk J/cm2 | |||
TA2 | 441 | 373 | 20 | 40 | -- | 退火 | 90 |