一、引言
鈦合金棒最大特點是密度小,強度高,耐腐蝕性能好,還具有良好的中溫強度和低溫韌性,鈦合金棒及鈦合金材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較差,鈦合金棒還是無磁的。從1948年美國首次將鈦合金棒投入工業(yè)化生產(chǎn)半個多世紀以來,鈦合金棒的應(yīng)用在十個行業(yè)取得了迅速發(fā)展,應(yīng)用的同時也收到了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,并且TC4鈦棒、TC11鈦棒、TC6鈦棒成為宇航、海洋、石油工業(yè)、和TA9鈦棒在化學、石油化學工業(yè)必不可少的工程材料。
二、應(yīng)用領(lǐng)域及特性
1、TC4鈦棒的應(yīng)用領(lǐng)域及特性
1)TC4鈦棒(Ti-6A1-4V)屬于α+β型合金,用量大。
2)TC4鈦棒有良好的工藝性能,其常規(guī)熱變形在兩相區(qū)進行,變形量必須大于50%才能將粗大的原始魏氏體組織改造成等軸組織。
3)變形加工后的TC4鈦棒,根據(jù)不同需要,可采用去應(yīng)力退火(goo℃保溫、空冷)、普通退火(700一sao℃保溫、空冷)、再結(jié)晶退火(940℃保溫后爐冷至480℃空冷)及雙重退火(940℃保溫空冷+700℃保溫空冷)等熱處理工藝。去應(yīng)力退火及普通退火所得組織為非再結(jié)晶或部分再結(jié)晶組織,強度較高;再結(jié)晶退火后得等軸。α+晶間β組織,塑性較好;雙重退火后得到等軸α+β組織,接近雙態(tài)組織形態(tài),具有較好的綜合性能(Qb約為900一1000MPa, ¢為10% ,ψ約為35%一45 %)。
4)TC4鈦棒進行強化熱處理,強度可提高20%一30%。一般認為,在850℃- 950℃時效可以獲得初生α量適當?shù)娘@微組織和較好的綜合性能。TC4合金的淬透勝較差,采用強化熱處理的零件橫截面一般不大于40 mm。
5)TC4合金具有較好的焊接性,焊縫區(qū)溫度不低于基體的90%;塑性也與荃體金屬相近。
6)TC4合金的抗蝕性接近純鈦,可在400℃以下長時間工作,短時::L作溫度可達700℃一750℃當合金中氧、氮含量在低水平時,TC4EL,1合金還能在一I 96℃保持良好塑性,可用來制作低溫高壓容器。
2、TA9鈦棒的應(yīng)用領(lǐng)域及特性
TA9鈦棒(鈦鈀合金)在氧化性介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐腐蝕性。對還原性介質(zhì)也有一定的耐腐蝕能力,尤其能改善其在高氯離子濃度介質(zhì)中的抗縫隙腐蝕能力。TA9鈦棒含0.2%鈀,TA9鈦鈀合金在5%沸騰硫酸中,可以使腐蝕率從48.26mm/a(工業(yè)純鈦)降低到0.508mm/a,耐腐蝕能力提高約95倍。該合金具有良好的加工、成型和焊接性能,但含有貴金屬鈀,成本高。
Ti-Pd合金有Ti-0.2Pd、Ti-0.15Pd及Ti-0.13Pd,其中以Ti-0.2Pd應(yīng)用較多,用于各種強腐蝕環(huán)境的反應(yīng)器、塔器、高壓釜、換熱器、泵、閥、離心機、分離機、管道、管件、電解槽中 。
3、TC11鈦棒的應(yīng)用領(lǐng)域及特性
目前TC11鈦棒在石油、天然氣、地熱工業(yè)的勘探和生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用,主要應(yīng)用于鉆桿、 海上平臺承重架、井下管具、應(yīng)力接頭、海油生產(chǎn)、油井維修支承架以及海洋平臺張拉力部件、深水隔水導(dǎo)管、壓井管線、輸出立管等。TC11鈦棒的特點:密度小,質(zhì)地輕、耐腐蝕性能好、拉力強度高、高強度、高硬度、耐高壓、耐高溫、耐低溫、耐磨、耐腐蝕。
TC11因為有著卓越的耐高溫及極高力學性能被廣泛應(yīng)用于化工,航空,石油開采,船舶工業(yè)等領(lǐng)域。
鈦合金鉆鋌、鈦合金鉆桿不僅具有鋼鉆鋌、鉆桿的強度,而且具有合成材料的柔性、比較輕的質(zhì)量、良好的耐腐蝕性和耐用性。特別是在短半徑水平井鉆井的高應(yīng)力狀態(tài)下,其壽命要遠遠高于鋼鉆桿、鋼鉆鋌。
近年來隨著全球海洋化的進展以及鈦原材料價格不斷下跌,鈦在建筑、裝飾領(lǐng)域的需求量和應(yīng)用范圍正在不斷拓展,預(yù)計今后幾年在建筑、裝飾行業(yè)鈦棒需求量將達5000噸以上,海洋工程和海島建設(shè)鈦棒需求量將達5000噸以上,造船工業(yè)用鈦量將達5000噸以上。而我國現(xiàn)在還沒有一家專業(yè)從事建筑裝飾用鈦棒生產(chǎn)企業(yè),只是將工業(yè)用材料簡單的應(yīng)用于民用領(lǐng)域,與市場和行業(yè)需求差距較大,急需建立專業(yè)化生產(chǎn)線,滿足這一領(lǐng)域的各項專業(yè)化需求。
鈦合金棒是目前能大量生產(chǎn)的、價格最低的、幾乎完全不被海水腐蝕的金屬。作為建筑材料,鈦合金棒的反射率較小,并呈現(xiàn)淡銀灰色,擁有迷人的金屬自然光澤。寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院將生產(chǎn)建筑裝飾用鈦材,主要是應(yīng)用于建筑物的屋頂,其次是大廈的幕墻、港灣設(shè)施、橋梁、海底隧道、外壁、裝飾物、小配件類、立柱裝飾、外裝、紀念碑、標牌、門牌、欄桿、管道、防蝕被覆等。
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