蒙乃尔(Mone1)合金-HC-TI性能
蒙乃尔(Mone1)合金、铸镍合金、哈氏合金等都是制造特殊用途阀门的材料。Monel 合金是镍基耐蚀合金中的Ni—Cu系合金，最早是由美国国际镍公司(International镍公司)开发的【¨，其典型成分为70％Ni和30％Cu，它是镍基耐蚀合金中应用最广泛的合金。Monel合金既具有较高的强度和韧性，又具有优良的抗还原酸及强碱介质和海水等腐蚀的性能。因此通常用于制造输送氢氟酸(HF)、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸介质C23的设备。Monel合金也适用于干燥氯气、氯化氢气、高温氯气(425℃ ) 及高温氯化氢(450℃)等介质，但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸，含氧量高的介质)的腐蚀，因为镍与硫和氧有剧烈反应，易形成Ni3S2和NiOC引。NiOC引。
蒙乃尔性能:
Monel合金为Ni—Cu固溶体，其中Cu是作为在Ni中加入了非氧化性的抗蚀剂，改善了镍合金的耐蚀性，并起强化合金的作用。其内加入C，可改善合金的铸造性能，但在常温时合金中仅能溶解0．15％的C，过剩的C将以石墨相析出。加入1．5％～3．5％Fe，也可改善合金的铸造性能。加入Mn和Si 可以改善合金的机械性能，特别是Si的含量对Monel合金的机械性能和物理性能有重要的影响。
蒙乃尔分类:
Monel合金有铸造合金和变形合金(轧材)两大类。
变形合金
美国的变形Monel合金有10种之多。如M onel400、 M onelC、 M onel403、 M onel404、M onel R一405、M onel406、M onel4 1 1、M on—elK500、Monel501和Monel502等。因Monel在不同的美国标准体系中有各自的表示方法，为了便于使用和计算机统一管理，sAE (美国汽车工程师学会)和ASTM (美国材料与试验学会)联合发展了ASTM—SAE统一数码系统(Unified Numbtring System—UNS)。在美国的UNS中，镍合金有5种牌号的变形Monel合金，有固溶强化型的NO4404 (Monel404) 和NO4405 (MonelR一
405)，及沉淀硬化型的NO5500 (MonelK500)和NO5502 (Mone1502)等(表1) 引。其中用于制造耐蚀阀门常用的变形Monel合金是Monel400和MonelK500这2种牌号。
铸造合金
美国铸造Monel合金在ASTM A494中有M35—1、M35—2、M一30H、M一25S和M一30C这5种牌号(表2)，在美国联邦标准QQ—N一288㈣中也有5种铸造Monel 合金
应用
M35—1，M35—2及QQ—N一288中的A级和E级通常用于制造精炼的Monel合金泵、阀门
和配件。而含Si量高的B级(3．5％Si)Mon—el合金，因强度高，既耐腐蚀又
耐磨损，因此主要用于制造要求抗磨性好的轴和耐磨环。D级(4．0％Si)Monel 合金用于制造要求耐磨性更高及更耐腐蚀的部件。
Monel合金阀门有整体和内件两大类型。
整体Monel合金阀门是指阀门的壳体和内件均为Monel，其主要用在炼油厂烷基化装置中的HF酸再生塔部分。由于HF 酸再生温度高(149℃ )和含水率高的原因，需要使用整体Monel合金阀门，此外整体Monel合金阀门还用于炼油厂催化剂的无灰添加剂的生产和氯碱厂高浓度氯碱液系统等工况中。
Monel合金内件阀门系指阀门的壳体材质为碳钢或不锈钢，而阀门的内件材质为Monel合金。以碳钢为壳体的Monel合金阀门主要用于炼油厂烷基化装置HF酸系统的低温区域，其利用碳钢对低温(≤71℃ )的无水氢氟酸(HF)有较好的抗腐蚀性能，但碳钢长期在该工况使用时会在其表面因腐蚀而形成薄膜，若在阀门密封部位用碳钢，腐蚀后形成的薄膜将影响阀门的密封性能。需要指出的是：碳钢阀门常用的Crl3型密封材料更不能抵抗HF酸的腐蚀，而内件材质为Monel 合金时可以保证阀门的密封性能，而且用Monel合金内件阀门其成本要比整体Monel合金阀门便宜得多。以碳钢为壳体的Monel合金阀门也可用于海水等介质的工况中。阀门壳体材质为不锈钢的
Monel合金内件阀门，是用在乙烯、丙烯、液氧、纯氧及海水和合金其他工况中。烷基化装
置中使用的整体Monel合金阀门和Monel合金内件阀门从安全角度考虑要求选用压力级为CL300磅级，用于其他工况的Monel合金内件阀门，压力级有CI 150 和CI 300 磅，或PN1．6～6．4MPa等。
熔炼和铸造
Monel合金的熔炼和铸造技术是决定能否生产出合格的Monel合金铸件的关键，因为Monel合金树枝晶发达，缩孔缩松率大，吸气(吸氢，吸氧)倾向极大，还会与造型材料发生渗硫化学反应(用呋哺树脂自硬砂时)，从安全角度考虑，Monel合金阀门用在氢氟酸和氯气及氯化氢气体等剧毒和高危险性介质中，要求铸件应按A级管路用阀门进行射线探伤检验。虽然美国标准中指出，铸造M35—1可焊，但实际上其可焊性极差，补焊的铸件质量难以保证。M35—1合金的密度为8．63t／m(20℃时)，凝固收缩率21mm／m，合金熔点为1315～1345℃。M35—1、M35—2及QQ-N一288的A级和E级是以铸态交货使用的。尽管铸造Monel合金有许多牌号，但用于铸造Monel合金阀门铸件时，主要采用ASTMA494中的M35—1。
铸造Monel合金和变形Monel合金在化学成分上的变动很小(表4)，但这种变动对变形合金来说满足了其较好的变形能力，而对铸造合金则提供了较好的铸造性能。这就是为什么在铸造时要用铸造Monel合金牌号，选用轧材时要用变形Monel合金牌号的理由。
哈氏合金(Hastelloy alloy)
一．目前主要分为B、C、G三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。
哈氏合金牌号
为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进，其发展过程如下：
B系列：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C系列：C →C-276(00Cr16Mo16W4) →C-4(00Cr16Mo16) →C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G系列：G → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu）→ G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
目前使用最广泛的是第二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。
二、典型哈氏合金化学成分
材料的化学成分
Ni Cr Mo Fe C Si Co Mn P S W Cu Nb+Ta
N10665 (B-2) 基≤1.0 26.0~30 ≤2.0 ≤0.02 ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03
N10276 (C-276) 基 14.5~16.5 15.0~ 17.0 4.0~7.0 ≤0.01 ≤0.08 ≤2.5 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 3.0~ 4.5 ≤0.035
N06007 (G-3) 基 21.0~23.5 6.0~ 8.0 18.0~21 ≤
0.015 ≤1.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤0.04 ≤0.03 ≤
1.5 1.5~
2.5 ≤0.50
三、力学性能
哈氏合金的力学性能非常突出，它具有高强度、高韧性的特点，所以在机加工方面有一定的难度，而且其应变硬化倾向极强，当变形率达到15%时，约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金还存在中温敏化区，其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时，哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。
材料的力学性能
四、常用哈氏合金
1：Hastelloy B-2 alloy(哈氏B-2合金)
一、耐蚀性能
哈氏B-2合金是一种有极低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金，它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出，从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。
众所周知，哈氏B-2合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，能耐常压
下任何温度，任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢气体中均有优良的耐蚀性能，同时，它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此，哈氏B-2合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。
但在哈氏B-2合金多年的工业应用中发现：（1）哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区；（2）哈氏B-2合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，金属间相和碳化物沿晶界析出，使其对晶间腐蚀敏感性较大；（3）哈氏B-2合金的中温热稳定性较差。当哈氏B-2合金中的铁元素含量降至2%以下时，该合金对β相（即Ni4Mo相，一种有序的金属间化合物）的转变敏感。当合金在650~750℃温度范围内停留时间稍长，β相瞬间生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韧性，使其对应力腐蚀变得敏感，甚至会造成哈氏B-2合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中（如哈氏B-2合金设备焊后整体热处理）及哈氏B-2合金设备在服役环境中开裂。现今，我国和世界各国指定的有关哈氏B-2合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法，评定方法为失重法。由于哈氏B-2合金是抗盐酸腐蚀的合金，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏B-2合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏B-2合金进行研究发现：哈氏B-2合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分，还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不当时，哈氏B-2合金不仅晶粒长大，而且晶间会析出现高Mo的σ相，此时，哈氏B-2合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降，在高温盐酸试验中，粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。
二、物理性能
密度：9.2g/cm3, 熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001
三、化学成分
化学成分
元素 Ni Cr Fe C Mn Si Cu Mo Co P S 最小余量 0.4 1.6 26.0
最
大 1.0 2.0 0.01 1.0 0.08 0.5 30.0 1.0 0.02 0.010
五、制造与热处理
1：加热
对于哈氏B-2合金来说，在加热前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热，则会变脆，这些污染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。此烟气必须含硫低；例如：天然气和液化石油气含硫量不超过0.1%，城市空气含硫量不超过0.25g/m3,燃料油的含硫量不超过0.5%即为合格。对加热炉的气体环境要求是中性环境或轻还原性环境，并且不可以在氧化性和还原性之间波动。炉中的火焰不可以直接冲击哈氏B-2合金。同时要以最快的加热速度把材料加热到要求达到的温度，即要求首先要把加热炉的温度上升到要求温度，再把材料放入炉中加热。
2：热加工
哈氏B-2合金可以在900~1160℃范围内进行热加工，加工过后应该以水淬火。为了确保有最好的耐蚀性能，热加工过后应该退火。
3：冷加工
冷加工的哈氏B-2合金必须经过固溶处理，由于其具有比奥氏体不锈钢高得多的加工硬化率，所以成形设备要细心考虑。如果执行了冷成形工艺，那么有必要进行级间退火。冷加工变形量超过15%时，使用前要固溶处理。
4：热处理
固溶热处理温度要控制在1060~1080℃之间，之后进行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上时可以快速空冷以获得最好的耐蚀性能。在任何加热操作过程中，材料的表面清洁均要有预先的防范。哈氏合金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些问题：为了防止设备部件热处理变形，应采用不锈钢加强环；对装炉温度、加热和冷却时间应严格控制；装炉前，对热处理件进行预处理，防止产生热裂纹；热处理后，对热处理件100%PT；在热处理过程中如产生热裂纹，经过打磨消除后需补焊者，要采用专门的补焊工艺。
5：除垢
哈氏B-2合金表面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。由于哈氏B-2合金对氧化性介质比较敏感，因此酸洗过程中会产生较多的含氮元素的气体。
6：机加工
哈氏B-2合金要以退火状态进行机加工，对它的加工硬化要有清醒的认识，例如：相对于标准奥氏体不锈钢要采用较慢的表面切削速度，对于表面的硬化层要采用较大的进刀量，并使刀具处于连续的工作状态。
7：焊接
哈氏B-2合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫Mo，从而易于产生晶间腐蚀，因此，哈氏B-2合金的焊接工艺应谨慎制定，严格控制。一般焊接工艺如下：焊材选用ERNi-Mo7；焊接方法GTAW；控制层间温度不大于120℃；焊丝直径φ2.4、φ3.2；焊接电流90~150A。同时，施焊前，焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。
哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多，如选用单型坡口，则坡口角度要在70°左右，采用较低的热输入量。通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。
2： Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)
一、耐蚀性能
哈氏C-276合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐蚀的一种。主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐，在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。因此，近三十年以来、在苛刻的腐蚀环境中，如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域有着相当广泛的应用。
哈氏C-276合金的各种腐蚀数据是有其典型性的，但是不能用作规范，尤其是在不明环境中，必须要经过试验才可以选材。哈氏C-276合金中没有足够的Cr来耐强氧化性环境的腐蚀，如热的浓硝酸。这种合金的产生主要是针对化工过程环境，尤其是存在混酸的情况下，如烟气脱硫系统的出料管等。下表是四种合金在不同环境下的腐蚀对比试验情况。(所有焊接试样采用自熔钨极氩弧焊)
四种金属在不同环境下的腐蚀对比试验
试验环境（沸腾）腐蚀率（毫米/）
典型316 AL-6XN Inconel625 C-276
基本金属试样焊接试样基本金属试样焊接试样基本金属试样基本金属试样焊接试样
20%醋酸 0.003 0.003 0.0036 0.0018 0.0076 0.013 0.006 45%蚁酸 0.277 0.262 0.116 0.142 0.13 0.07 0.049 10%草酸 1.02 0.991 0.277 0.274 0.15 0.29 0.259 20%磷酸 0.177 0.155 0.007 0.006 0.001 0.001 0.0006 10%氨基磺酸 1.62 1.58 0.751 0.381 0.12 0.07 0.061
10%硫酸 9.44 9.44 2.14 2.34 0.64 0.35 0.503 10%碳酸氢钠 1.06 1.06 0.609 0.344 0.10 0.07 0.055
哈氏C-276合金可以用作燃煤系统的烟气脱硫部件，在这种环境下C-276是最耐蚀的材料。下表是C-276合金和典型316在烟气模拟系统“绿色死亡”溶液中的腐蚀对比试验情况。
“绿色死亡”溶液中的腐蚀对比试验
“绿色死亡”溶液（沸腾）腐蚀率 (mm/a)
典型316 C-276
7%硫酸破坏 0.67
3%盐酸
1%CuCl2
1%FeCl3
由上表可见，C-276合金对混合的具有氯离子的酸、盐溶液有很好的耐蚀性能。哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入将C-276合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力大大提高。C-276合金在海水环境中被认为是惰性的，所以C-276被广泛地应用在海洋、盐水和高氯环境中，甚至在强酸低PH值情况下。下表是四种金属在6%FeCl3(按ASTM标准G-48执行)溶液中发生缝隙腐蚀的对比情况。
缝隙腐蚀发生情况
合金缝隙腐蚀发生温度
°F °C
典型316 27 2.5
AL-6XN 113 45
Inconel625 113 45
C-276 140 60
C-276合金中高含量的Ni和Mo使其对氯离子应力腐蚀断裂也有很强的抵抗能力，下表是四种金属在不同含氯离子溶液中的应力腐蚀断裂试验情况。
氯离子应力腐蚀断裂试验情况
试验溶液弯曲U形试样试验时间（Hours）和试验结果
典型316 AL-6XN Inconel 625 C-276
42%MgCl2(沸腾) 失败(24小时) 兼有(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)
33%LiCl(沸腾) 失败(100小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)
26%NaCl(沸腾) 失败(300小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时) 抵抗(1000小时)
二、物理性能
密度：8.90g/cm3, 比热：425J/kg/k, 弹性模量：205Gpa(21℃)
三、机械性能
典型的C-276合金的拉力试验结果如下表所示，其材料是在1150℃退火，并以水急冷。
力学性能试验值
温度(℃) 屈服强度σ0.2 (Mpa) 抗拉强度σb (Mpa) 延伸率δ5 （%）
-196 565 965 45
-101 480 895 50
21 415 790 50
93 380 725 50
204 345 710 50
316 315 675 55
427 290 655 60
538 270 640 60
对C-276合金进行冷变形加工会使其强度增加。在对其进行冲击试验时，形槽冲击试样采用10mm厚的板材（板材要经过退火处理），如果试样是采用焊接的试样，则在同样的温度范围，它会显示出一定的柔韧性，这是因为焊缝的原因。板材冲击试验结果如下表所示。
试验温度（℃）形槽试样冲击功（J）
-196 245
21 325
200 325
C-276合金和普通奥氏体不锈钢有相似的成形性能。但由于其比普通奥氏体不锈钢的强度要大，所以，在冷成形加工过程中会有更大应力。此外，这种材料的加工硬化速度比普通不锈钢快得多，因此在有广泛冷成形加工过程中，要采取中途退火处理。
四、焊接及热处理
C-276合金的焊接性能和普通奥氏体不锈钢相似，在使用一种焊接方法对C-276焊接之前，必须要采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降最小，如钨极气体保护焊（GTAW）、金属极气体保护焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降最小的焊接方法。但对于诸如氧炔焊等有可能增加材
料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接方法是不适合采用的。
关于焊接接头形式的选择，可以参照ASME锅炉与压力容器规范对C-276焊接接头的成功经验。
焊接坡口最好采用机械加工的方法，但是机械加工会带来加工硬化，所以对机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。
焊接时要采用适宜的热输入速度，以防止热裂纹的产生。
在绝大多数腐蚀环境下，C-276都能以焊接件的形式应用。但在十分苛刻的环境中，C-276材料及焊接件要进行固溶热处理以获得最好的抗腐蚀性能。
C-276合金的焊接可以选择自身作焊接材料或填料金属。如要求在C-276的焊缝中添加某些成分，象其它镍基合金或不锈钢，并且这些焊缝将暴露在腐蚀环境中时，那么，焊接所用的焊条或焊丝则要求有和母材金属耐腐蚀相当的性能。
哈氏C-276合金材料固溶热处理包括两个过程：（1）在1040℃~1150℃加热；（2）在两分钟之内快速冷却至黑色状态（400℃左右），这样处理后的材料有很好的耐蚀性能。因此仅对哈氏C-276合金进行消应力热处理是无效的。在热处理之前要清理合金表面的油污等可能在热处理过程中产生碳元素的一切污垢。
C-276合金表面在焊接或热处理时会产生氧化物，使合金中的Cr含量降低，影响耐蚀性能，所以要对其进行表面清理。可以使用不锈钢丝刷或砂轮，接下来浸入适当比例硝酸和氢氟酸的混合液中酸洗，最后用清水冲洗干净
哈氏电极是采用哈氏合金（Hastelloy,Chorimet）材料做成的，主要成份为镍铬铁钼合金，是有名的耐腐蚀材料，有A、B、C、D、F和N等多种，用得最广泛的是合金B和C。其化学成份如下表：
*哈氏合金化学成分表
从上表中可看出，哈氏B含有钼（＞15％），所以对一定温度、高浓度的盐酸有良好的耐腐蚀性，而绝大多数金属和合金都不能抵抗这种强腐蚀。此外也耐硫酸、磷酸、有机酸等非氧化性酸、非氧化性盐液的腐蚀。
哈氏C含有铬，因此能耐氧化性酸如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合物等的腐蚀。也耐氧化性的盐类如3价铁离子、2价铜离子或含其它氧化剂的环境的腐蚀，如高于常温的次氯酸盐溶液，这种强腐蚀环境，对大多数金属和合金都不耐腐蚀。哈氏C对海水的抗力非常好，不会发生孔蚀，但在盐酸中则不及哈氏B耐腐蚀。哈氏D、F一般不用来作电磁流量计的电极材料。
钛是活泼金属，其钝化能力强，且损伤后极易恢复。所以钛在氧化性溶液中即使存在大量的氯离子，也极其稳定。
\钛耐腐蚀，所以在化学工业上常常要用到它。过去，化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢。不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸，每隔半年，这种部件就要统统换掉。现在，用钛来制造这些部件，虽然成本比不锈钢部件贵一些，但是它可以连续不断地使用五年，计算起来反而合算得多。
碱溶液----镍和镍合金
硝酸-------不锈钢
浓硫酸-----碳钢
稀硫酸------铅
氢氟酸-------蒙耐尔盐酸--------哈氏合金强氧化溶液-----钛
Ti-6Al-4V(TC4) Ti-6Al-4V(TC4)钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良 好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效 使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可 在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金[35]。 表3-2 钛合金Ti-6Al-4V 成分 钛合金Ti6Al-4V 合金 碳（最大） 0.10％ 铝 5.50至6.75％ 氮 0.05％ 氧气（最大） 0.020％ 其他，合计（最大） 0.40％ *其他，每个（最大）= 0.1％ 钛 平衡 钒 3.50至4.50％ 铁（最大） 0.40％ 氢（最大） 0.015％ 比重 0.160 弹性模量（E ）的 15.2 x 10 3 ksi? 贝塔Transus 1800 to 1850 °F? 液相线温度 2976 to 3046 °F 固相线温度 2900 to 2940 ° F 电阻率 -418 °F 902.5 ohm-cir-mil/ft? 73.4 °F 1053 ohm-cir-mil/ft? 986 °F 1143 ohm-cir-mil/ft? 典型的室温强度计算退火钛6Al-4V 的： 极限承载强度1380年至2070年兆帕（200-300 ksi ） 压缩屈服强度825-895兆帕（120-130 ksi ） 极限剪切强度480-690兆帕（70-100 ksi ） Ti-6Al-4V 的线膨胀系数只有8.8×10-6K-1. 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3,抗拉强度σb=539MPa ，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa ，硬度HB195。 钛的应用 元素 Al V Fe O Si C N H 其他 Ti 成分 5.5- 6.8 3.5- 4.5 0.3 0.2 0.15 0.1 0.05 0.01 0.5 余量
钛及钛合金的分类 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
钛及钛合金的分类 市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类： 一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882℃为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882℃至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。基本上是沿着晶界分布。 工业纯钛按GB/—2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。从表中我们可以看出，从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写，也就是高纯度的意思。由于Fe，C, N, H, O在a—Ti 中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI的牌号。这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。这个新标准主要是参照ISO（国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七
蒙乃尔合金管的组织为高强度的单相固溶体，它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。由于在流动海水中的低腐蚀率和此合金的高强度，因此，蒙乃尔合金板适用于制造耐海水腐蚀的离心泵轴。适用静止和流速的海水中 蒙乃尔合金管耐蚀性能 蒙乃尔合金管有优良的耐蚀性，同时具有比蒙乃尔K500更高的强度和硬度。组织结构为单相奥氏体组织和由弥散的Ni3（Al、Ti）沉淀相析出该合金在氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物中有极优秀的耐蚀性。酸介质：M400在浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。M400是可耐氢氟酸中为数极少的重要材料之一。水腐蚀：M400合金在多数水腐蚀情况下，不仅耐蚀性极佳，而且孔蚀、应力腐蚀等也很少发现，腐蚀速度小于0.025mm/a高温腐蚀：M400在空气中连续工作的最高温度一般在600℃左右，在高温蒸汽中，腐蚀速度小于0.026mm/a。氨：由于蒙乃尔合金管镍含量高，故可耐585℃以下无水氨和氨化条件下的腐蚀。 蒙乃尔合金管产品应用 核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备，动力工厂中的无缝输水管、蒸汽管，海水交换器和蒸发器，硫酸和盐酸环境，原油蒸馏，在海水使用设备的泵轴和螺旋桨，核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备，制造生产盐酸设备使用的泵和阀 蒙乃尔合金管（K500、NCu30-2-1、UNS N05500）合金除具有高强度、耐腐蚀、无磁性等优异的机械性能外，还具有蒙乃尔400同样的耐蚀性。能作为泵轴材料，适用于较恶劣的高硫、高蜡油层的地质开采条件下工作。由于该合金没有塑-脆转变温度，所以非常适用于各种低温设备。此合金主要用于泵轴和阀杆、输送器刮刀、油井钻环、弹性部件、阀垫等。适用于石油、化工造船、制药、电子部门。 蒙乃尔合金管(UNS N04400或MCu-28-1.5-1.8 或Ni68Cu28Fe) 是一种在海水、化学溶剂、氨硫氯、氯化氢、各种酸性介质如硫酸、氢氟酸、盐酸、磷酸、有机酸，碱性介质、盐和熔融盐中具有良好耐腐蚀性能的镍基合金材料。 蒙乃尔合金管同时具有良好的机械性能，从低温到高温广泛的使用温度，具有良好的焊接性能和中、高强度。 蒙乃尔合金管主要应用于化学和石油化工以及海洋开发等领域。可用来制造各种换热设备、锅炉给水加热器、石油和化工管线、容器、塔、槽、阀门、泵、反应釜、轴等。 执行标准：ASTM B 164 (棒、线), ASTM B 564 (锻件)，ASTM B 127（板、带）, ASTM B 165 (无缝管). 蒙乃尔合金管化学成份 元素含量, 镍63.0min 铜28min~34max 铁2.5max 锰2.0max 碳0.3max 硅0.5max
钛及钛合金的特性、用途 纯钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g／cm3，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近1000K，比钢高近500K。 钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。 钛合金的用途：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。 钛合金的性能：钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1800℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。 (1)比强度高钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 (2)热强度高使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。 (3)抗蚀性好钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。 (4)低温性能好钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。
纯钛热加工性能参数 1. 来料牌号及化学成分 注：合金牌号对应标准GB/T3620.1-2007 2.纯钛的物理性能 熔点1668±4℃ 密度ρ＝4.5g/cm3 弹性模量E＝1.17×105MPa、G＝0.44×105Mpa（约为钢的54%） 导热系数λ＝19.3Wm-1K-1 热膨胀系数10.2×10-6/℃（室温-700℃） 泊松比υ＝0.33 3.常温下力学性能 4. 加热规范 板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，因此，从成材率、表面质量考虑，该扩散层的厚度越薄越好，为此，热轧
带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下，尽可能低。通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。 纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度 5. 轧制过程控制 热轧分为粗轧和精轧。粗轧通常使用可逆式轧机，从厚板坯（80~300mm）的轧制到供精轧机轧制的板材厚度（25~40mm），需经5~7个道次的轧制。纯钛的粗轧终轧温度为790℃。精轧工序在6~7台串列式轧机进行，可将25~40mm的板坯连续加工成钛带材（厚3~6mm），轧制速度可达300~600m/min。 轧制过程温度控制参数为：钛板坯在加热炉中加热到800~920℃，在910℃出炉；粗轧终轧温度为790℃，连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围，终轧温度为670℃；在470~490℃温度范围进行卷取。轧制后立即将钛带在输出辊道上用水冷或空冷的方法，以大于5~10℃/s的速度冷却，在低于500℃时卷取，以保证带卷材质均匀。 其它工艺要点有：严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度；避免辊道对带材表面划伤；每轧3~4块清理一下辊道上的金属沾污；热轧带卷初始阶段，需要建立一个稳定的、大于4MPa/mm2的后张力，防止因带材卷乱或松卷引起划伤。 轧制温度对纯钛的单位压力的影响
《钛及钛合金牌号和化学成分》(2009/11/30 15:05) （引用地址：未提供） 目录：行业知识 浏览字体：大中小 《钛及钛合金牌号和化学成分》 目前，金属钛生产的工业方法是可劳尔法，产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭，再加工而成钛材。按此，从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为： 钛矿->采矿->选矿->太精矿->富集->富钛料->氯化->粗 TiCl4->精制->纯TiCl4->镁还原->海绵钛->熔铸->钛锭->加工->钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外，熔铸作业应属冶金工艺，但有时也归入加工工艺。 上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。
钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大；常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点，塑性加工较钢、铜困难。 故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。 钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。钛材生产的原则流程如图1—1。 针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)->筛分->混合->压制成形->烧结->辅助加工->钛制品。
蒙乃尔腐蚀性能概述 1、海水环境 在静止海水中蒙乃尔的腐蚀率为何0.0025mm/a. 高硅蒙乃尔合金在不同流速下的腐蚀率小于0.020mm/a,且数值相近,非常适合 在流动海水中使用.它即能抗静止海水又能抗高速流动海水泊腐蚀可用于用于各种海洋环境中的腐蚀部件,包括船舶、船母用材、码头、钻井平台、浅海油田、跨海桥、海底管线等等。 2、氢氟酸 蒙乃尔在所有浓度和所有温度的氢氟酸中耐蚀。当氢氟酸中含有氧和氧化性盐时，会增加蒙乃尔的腐蚀率，因此操作时，设备中的氢氟应与空气隔绝。蒙乃尔受流速影响较小，因此泵、阀门、泡罩等处于流速较高的条件下的设备和零件采用蒙乃尔更合适，在各种浓度的氢氟酸中，蒙乃尔在120℃以下均具有良好的耐蚀性.高硅蒙乃尔在一些氢氟酸中腐蚀速率小于普通蒙乃尔. 3、碱 在浓度小于75%和温度小于135℃的NaOH中，蒙乃尔的腐蚀率小于0.01mm/a， 在较低的浓度和较低的温度下，腐蚀率常常低于0.0025mm/a。一般特点：烧碱 的腐蚀随温度升高而加剧。蒙乃尔合金可以应用于高温、高浓度的烧碱。在KOH 中的腐蚀行为与NaOH中基本相似。在NH4OH溶液中，蒙乃尔的耐蚀性优于纯镍，但只容许在浓度低于3%条件下使用。 4、硫酸 蒙乃尔在还原性的硫酸介质，腐蚀率非常低，在不含空气的30℃的硫酸中，蒙 乃尔的浓度小于85%的硫酸中都是耐蚀的。浓度高于85%，由于硫酸呈氧化性，强氧化性的硫酸使其腐蚀率剧增。 但高硅蒙乃尔在上低温度下，对于各种浓度的硫酸，其耐蚀性都有较大程度的提高，这是因为合金元素硅提高了合金的耐蚀性。 在稀的亚硫酸介质中，蒙乃尔的耐蚀性非常好，因而可以作为造纸工业中一些用途中的结构材料。 5、盐酸 在盐酸中，蒙乃尔在低浓度、较低温度的不含空气的盐酸中是非常耐蚀的。但是在沸腾温度，即使盐酸浓度很稀，
钛及钛合金力学性能，物理性能，以及相关介绍等 一。以下是个人对外六角螺栓和内六角螺栓使用情况的一点小总结，请参考 俺的个人观点： 1。内六角的螺栓,适用于结构空间小,或者要求上平面是平面的情况下。 结构空间小，活动扳手占空间大,所以不能用，只能使用内六角螺栓，方便装卸。 产品要求安装后上平面是平面的情况下，主要适用于精密仪器/设备，一些设备要求安装后平面度的，或者要求整体产品外观良好，或者要求产品安装后上平面必须平，以此来避免挡碍的情况下需要使用内六角螺栓。 2。其他情况下，均建议用外六角螺栓。 3。从成本上考虑，用外六角螺栓，从外观效果上考虑，用内六角螺栓。 4。我们单位一般情况下，将内六角螺栓翻译为内六角螺钉，呵呵，请大家参考，也就是说一般意义上的内六角螺栓=内六角螺钉。当然，德标DIN和ISO的标准正规些。 现在市场上的该类紧固件都在努力向DIN和ISO标准上靠拢。 二。钛及钛合金 钛及钛合金是导弹上重要结构材料之一。钛的密度为.507g/cm3,介于铝、铁之间。钛的熔点为1668℃比铁的熔点还高，能在高温下工作，耐热性能远超过铝。钛在含氧环境中易形成一层薄而坚固的氧化物薄膜。这层膜和基体结合牢固致密，破坏后还能自愈合，从而起到保护作用。 a. 型钛合金 这类合金不能通过热处理强化，一般在退火状态下应用。它的特点是具有良好的耐热性和组织稳定性，低温性能优于其它类型钛合金。缺点是对变形抗力大，常温下强度不够高。这类合金的牌号有TA1，…，TA7，TA8，其中TA1～TA3为工业纯钛；TA4，TA5，TA6 属Ti-Al二元合金；TA4用作焊丝；TA5、TA6可用于一般结构件或耐蚀结构件；TA7是常用的典型型合金。 b. 型钛合金
钛及钛合金牌号、特性及应用 Ti-6Al-4V 属于热处理强化的钛合金，它具有较好的焊接性薄板成型性和锻造性能。用于制造喷气发动机压缩机叶片，叶轮等。其他如起落架轮和结构件，紧固件，支架，飞机附件，框架、桁条结构、管道，应用非常广泛。 Ti-5Al-2.5Sn 锻造时抗裂纹的能力较好，成型性尚可，焊接性良好，热处理不能强化。用于传动齿轮箱外壳，喷气发动机外壳装置及导向叶片罩，管道结构等。 Ti-8Al-1Mo-1V 成型性及锻造时抗裂纹的能力尚可，焊接性好，但不可热处理强化。用地制作喷气发动机叶片，叶轮和外壳，陀螺仪万向导向叶片罩，喷管装置的内蒙皮和框架等。 Ti-6Al-6V-2Sn 属于可热处理强化的钛合金，锻造时抗裂纹的能力好，但焊接性差。用于制造紧固件，入风口控制导向装置，试验结构件。 Ti-13V-11Cr-3Al 属于可热处理强化的钛合金，成型性良好，锻造时有一定抗裂纹能力，焊接性尚可，用作结构锻件，板状桁条结构，蒙皮，框架、支架、飞机附件，紧固件。 Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo-0.2Si 属于可热处理强化的钛合金，锻造时抗裂纹的能力好，用于制造喷气发动机叶片，叶轮，起落架滚轮，飞机骨架、紧固件等。 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 成型性焊接性好，锻造时有良好的抗裂纹能力，但不热处理强化。用于制造压缩机叶片，叶轮，起落架滚轮，隔圈压气机箱组合件，飞机骨架，蒙皮构件等。 Ti-4Al-3Mo-1V 属于可热处理强化的钛合金，锻造性、成型性好。用于制造飞机骨架构件。 IMI125 IMI130 IMI160 工业纯钛，抗蚀性优异，比强度较高，疲劳极限较好，锻造性好，可用普通方法锻造、成形和焊接。可制成板、棒、丝材。应用于航空、医疗、化工等方面，如排气管，防火墙、受热蒙皮以及要求塑性好、能抗蚀的零件 IMI317 属于α型钛合金，可焊接，在315~593℃具有良好的抗氧化性、强度和高温稳定性，可制造锻件及板材零件，如航空发动机压气机叶片、壳体、支架。 IMI315 属于α+β型钛合金，可热处理强化，用于航空发动机压气机盘和叶片、导弹部件等。IMI318 α+β型合金，锻造性及综合性能良好，是各国普遍使用的钛合金，用于航空发动机压气机盘和叶片等部件。 IMI550 α+β型钛合金，易锻造，室温强度好，蠕变抗力较高（400℃以下），持久强度高，广泛用于制造发动机及机翼滑轨，动力控制装置外壳等。 IMI551 属于α+β型钛合金高强度钛合金，它具有强度高、蠕变极限高（400℃以下），锻造性
各种蒙乃尔合金板牌号作用及性能 蒙乃尔合金板牌号1060是指要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高； 蒙乃尔合金板牌号1100是指用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具； 蒙乃尔合金板牌号1145是指包装及绝热铝箔，热交换器； 蒙乃尔合金板牌号1199是指电解电容器箔，光学反光沉积膜； 蒙乃尔合金板牌号1350是指电线、导电绞线、汇流排、变压器带材； 蒙乃尔合金板牌号2011是指螺钉及要求碳硫分析仪有良好切削性能的机械加工产品； 蒙乃尔合金板牌号2014是指应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件； 蒙乃尔合金板牌号2017是指是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件； 蒙乃尔合金板牌号2024是指飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件； 蒙乃尔合金板牌号2036是指汽车车身钣金件； 蒙乃尔合金板牌号2048是指航空航天器结构件与兵器结构零件； 蒙乃尔合金板牌号2124是指航空航天器结构件； 蒙乃尔合金板牌号2218是指飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环； 蒙乃尔合金板牌号2219是指航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力； 蒙乃尔合金板牌号2319是指焊拉2219合金的焊条和填充焊料； 蒙乃尔合金板牌号2618是碳硫分析仪指模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件； 蒙乃尔合金板牌号2A01是指工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉； 蒙乃尔合金板牌号2A02是指工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片； 蒙乃尔合金板牌号2A06是指工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉； 蒙乃尔合金板牌号2A10是指强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉； 蒙乃尔合金板牌号2A11是指飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉； 蒙乃尔合金板牌号2A12是指航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件； 蒙乃尔合金板牌号2A14是指形状复杂的自由锻件与模锻件； 蒙乃尔合金板牌号2A16是指工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱； 蒙乃尔合金板牌号2A17是指工作温度225~250摄氏底的航空器零件； 蒙乃尔合金板牌号2A50是指形状复杂的中等强度零件； 蒙乃尔合金板牌号2A60是指航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等； 蒙乃尔合金板牌号2A70是指飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等；
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。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、降低比重、增加弹性模量有明显效果。 ②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等；后者有铬、 锰、铜、铁、硅等。 ③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。 氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。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。 性能 编辑 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%，但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/立方厘米，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25%，断面收缩率ψ=25%，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。 强度高 钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右， 仅为钢的60%，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 热强度高 使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。 抗蚀性好
钛及钛合金力学性能 ，物理性能，以及相关介绍等 一。以下是个人对外六角螺栓和内六角螺栓使用情况的一点小总结，请参考俺的个人观点： 1。内六角的螺栓,适用于结构空间小,或者要求上平面是平面的情况下。 结构空间小，活动扳手占空间大,所以不能用，只能使用内六角螺栓，方便装卸。 产品要求安装后上平面是平面的情况下，主要适用于精密仪器/设备，一些设备要求安装后平面度的，或者要求整体产品外观良好，或者要求产品安装后上平面必须平，以此来避免挡碍的情况下需要使用内六角螺栓。 2。其他情况下，均建议用外六角螺栓。 3。从成本上考虑，用外六角螺栓，从外观效果上考虑，用内六角螺栓。 4。我们单位一般情况下，将内六角螺栓翻译为内六角螺钉，呵呵，请大家参考，也就是说一般意义上的内六角螺栓=内六角螺钉。当然，德标DIN和ISO 的标准正规些。 现在市场上的该类紧固件都在努力向DIN和ISO标准上靠拢。 二。钛及钛合金 钛及钛合金是导弹上重要结构材料之一。钛的密度为.507g/cm3,介于铝、铁之间。钛的熔点为1668℃比铁的熔点还高，能在高温下工作，耐热性能远超过铝。钛在含氧环境中易形成一层薄而坚固的氧化物薄膜。这层膜和基体结合牢固致密，破坏后还能自愈合，从而起到保护作用。 a.型钛合金
这类合金不能通过热处理强化，一般在退火状态下应用。它的特点是具有良好的耐热性和组织稳定性，低温性能优于其它类型钛合金。缺点是对变形抗力大，常温下强度不够高。 这类合金的牌号有TA1，…，TA7，TA8，其中TA1～TA3为工业纯钛； TA4，TA5，TA6属Ti-Al二元合金；TA4用作焊丝；TA5、TA6可用于一般结构件或耐蚀结构件；TA7是常用的典型型合金。 b.型钛合金 这类合金可通过淬火和时效得到强化，其优点是固溶处理状态下塑性很好，易加工成形，在时效状态下强度高。缺点是弹性模量低，耐热性差，焊接性能差，低温塑性不如型合金。 常用牌号为TB2，它可用于整体式固体火箭—冲压发动机的燃气发生器。 c.（+）型钛合金 这类合金的中国产品的牌号有TC1，…，TC4，…，TC10等品种，其中TC1和TC2为低强钛合金，TC3、TC4为中强钛合金，TC10属高强钛合金，TC6，TC9和TC11则属高强耐热钛合金。这类合金兼备钛合金和钛合金的优点。导弹上使用最多的是TC4（Ti-6Al-4V）钛合金，导弹上广泛的采用TC4钛合金制作高压气瓶，受力较大的杆式焊接支架，舵轴以及在较高热环境下工作的结构件，也可用作固体发动机壳体，压气机盘，叶片等。 (3)结构复合材料 复合材料是由两种或两种以上的性状不同的材料经选择、设计、成型而得到的一种宏观多相新材料。其组分可包括金属、非金属等各种材料，按作用又可分为基体材料和增强材料两部分。 三。钛及钛合金力学性能 牌号室温力学性能，不小于高温力学性能，不小于 抗拉强度σbMPa屈服强度σ0.2
钛牌号对照表 2007-06-07 11:25 中国美国俄罗斯 TAD 碘化钛 Grade1 1号纯 钛 BT1-00 工业纯钛 TA1 工业纯钛 Grade2 2号纯 钛 BT1-0 工业纯钛 TA2 工业纯钛 Grade3 3号纯 钛 OT4 -0 Ti-0.8Al-0.7Sn TA3 工业纯钛 Grade4 4号纯 钛 OT4 -1 Ti-2Al-1.5Mn TA4 Ti-3Al Grade5 Ti-6Al-4V OT4 Ti-3Al-1.5Mn TA5 Ti-4Al-0.005B Grade6 Ti-5Al-2.5V BT5 Ti-5Al TA6 Ti-5Al Grade7 Ti-0.2Pd BT5 -1 Ti-5Al-2.5Sn TA7 Ti-5Al-2.5Sn Grade9 Ti-3Al-2.5V BT6 Ti-6Al-4V TA8 Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Zr Grade10 Ti-11.5Mo-4.5Sn-6Zr BT6c Ti-6Al-4V TC1 Ti-2Al-1.5Mn Grade11 Ti-0.2Pd BT3 -1 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si TC2 Ti-3Al-1.5Mn Grade12 Ti-0.3Mo-0.75Ni BT9 Ti-6.5Al-3.5Mo-0.3Si TC3 Ti-4Al-4V A-1
Ti-5Al-2.5Sn BT/4 Ti-5Al-3Mo-1.5V TC4 Ti-6Al-4V A-3 Ti-6Al-2Nb-1Ta BT16 Ti-2.8Al-5Mo-5V TC6 Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si A-4 Ti-8Al-1Mo-1V BT18 Ti-8Al-0.6Mo-11Zr-1Nb TC7 Ti-6Al-0.6Cr-0.4Fe-0.4Si-0.01B AB-1 Ti-6Al-4V BT19 Ti-3Al-5.5Mo-3.5V-5.5Cr-1Zr TC9 Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si AB-3 Ti-6Al-6V-2Sn BT20 Ti-6Al-1.5Mo-1.5V TC10 Ti-6Al-6V-2Sn-0.5Cu-0.5Fe AB-4 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo BT22 Ti-5.5Al-5V-5Mo-1.5Cr-1.0Fe TC11 Ti-6Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si AB-5 Ti-3Al-2.5V ПT-3B Ti-4Al-2V TB2 Ti-5Mo-5V-3Cr-3Al B-1 Ti-3Al-13V-11Cr ПT-7M Ti-2Al
一、Monel 400( N04400) 蒙乃尔合金概述： Monel 400( N04400) 蒙乃尔合金是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。 Monel400合金其化学成分主要由 30%Cu 和 65%Ni 加少量的Fe(1%-2%)所组成，组织结构为典型单相奥氏体组织。由于镍和铜可以任何比例互溶，故一般没有金属间相析出。在金相显微镜下非浸蚀条件观察此合金的组织，可见奥氏体基体上有非常弥散的非金属杂夹物，例如硫化物和硅酸盐。在某些条件下，也可观察到有碳化物存在。由于化学成分上的差异，它又可以有多种合金牌号，但是他们之间在耐蚀性上并没有显著差别。Monel400合金比纯镍更耐还原性介质的腐蚀，而较纯铜更耐氧化性介质的腐蚀。 二、Monel 400( N04400) 蒙乃尔合金的力学性能： 1、Monel 400( N04400)蒙乃尔合金抗拉强度：σb≥450Mpa； 2、Monel 400( N04400)蒙乃尔合金屈服强度：σb≥170Mpa； 3、Monel 400( N04400)蒙乃尔合金延伸率：δ≥30%。 三、Monel 400( N04400)交货状态： 无缝管：固溶+酸白，长度可定尺；板材：固溶、酸洗、切边；焊管：固溶酸白+RT%探伤，锻件：退火+车光；棒材以锻轧状态、表面磨光或车光；带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货；丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。
第十三章有色金属及合金 内容提要： 有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性能，耐蚀性能及高的比强度(强度与密度之比)等，已成为现代工业中不可缺少的金属材料。 1．铝及铝合金； 2．钛及钛合金； 3．铜及铜合金； 4．轴承合金。 基本要求： 掌握和了解各种有色金属的牌号、成分、性能和用途。 13.1铝及铝合金 13.1.1铅及铝合金的性能特点及分类编号 纯铝：纯铝具有银白色金属光泽，密度小(2.72 )，熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。 耐大气腐蚀，易于加工成形。 具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。 1 铝合金及其特点 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr 等辅加元素。 ①比强度高（>>高强钢）。可用于轻结构件，尤其航空。 ②突出理化性能。导电、抗大气腐蚀。 ③良好加工性。高塑性、易冷成形；某些合金铸造性能好，宜作压铸件。
2 铝合金分类及分类编号 13.1.2铝合金的强化 1 形变强化 2沉淀强化 3 固溶强化和时效强化： 13.1.3变形铝合金 变形铝及铝合金牌号表示方法：根据国标规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。GB 3190-82中的旧牌号仍可继续使用，表示方法为: ?防锈铝合金：LF+序号 ?硬铝合金：LY +序号 ?超硬铝合金：LC +序号 ?锻铝合金：LD +序号 常用变形铝合金 1 防锈铝合金：主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。 Mn和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶强化作用。 防锈铝合金锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接性能好，易于变形加工，但切削性能差。不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。常用的Al-Mn系合金有LF21 （3A21 ），其抗蚀性和强度高于纯铝，用于制造油罐、油箱、管道、铆钉等需要弯曲、冲压加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05 ），其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用，如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。
高强钛合金的发展与应用 王鼎春 (宝钛集团有限公司，陕西宝鸡721014) 摘要:高强钛合金已成为钛合金发展和应用的主要方向之一。本文介绍了高强钛合金的发展与应用现状，着重分析了美国、俄罗斯高强钛合金的发展、现状及应用，探讨了高强钛合金的发展方向，最后对高强钛合金的发展趋势进行了展望。 关键词: 高强；钛合金；应用；发展 中图法分类号：TG146.2+3 文献标识码：A The development and application of high-strength titanium alloys Wang Dingchun (Baoti Group Ltd., Baoji 721014, China) Abstract:The history of development and application of high-strength titanium alloys were reviewed.with the emphases on the cases of the United States and Russia. The development trends of those alloys were discussed. Finally the future trends in high-strength research are proposed. Keywords: high-strength, titanium alloys, development, application 1 前言 钛及钛合金由于比强度高、耐蚀性好等特点，在承力结构材料方面得到了越来越广泛的应用。上世纪五十年代初，钛在飞机上获得成功地应用，虽然当时每架飞机的用钛量只占飞机结构重量1%，可是开拓了钛在宇航工业中应用的广阔前景。现在世界上各种高速飞行器（飞机、火箭等）都广泛的采用高强钛合金作为结构材料，尤其是在宇航结构件中应用越来越多，如战斗机的用钛比例已从最初的1%提高到现在的41%。目前高强钛合金[1~4]已成为钛合金发展和应用的主要方向之一。所谓高强钛合金是指经热处理后室温强度大于1100MPa的钛合金，它包括：热处理强化马氏体α+β型合金，近亚稳β型钛合金和亚稳β型钛合金三种类型，主要用来代替飞行器结构中常用的高强结构钢，可减轻结构重量的30~40%，这些合金如美国的Ti-4Al-3Mo-1V、Ti-62222S、Ti-1023、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al、β21S等合金；俄罗斯的BT14、BT15、BT16、BT22、BT23、BT35等合金；中国的TB2、TB3、TB5、TB6、TB8、Ti-62A、TC18、TC21、BTi-6554等合金。 2各国高强钛合金发展现状 单纯靠合金化强化的钛合金，其室温拉伸强度一般不超过1100MPa，如果需要更高强度的结构钛合金，则必须发展可热处理强化的钛合金。热处理强化钛合金，在保持所需塑性的情况下，有可能将室温拉伸强度提高到1500MPa。40余年来，钛合金的发展取得了巨大成就，抗拉强度从300~400MPa提高到1500MPa 左右，从而在航空工业上的应用迅速增加，广泛应用于各种飞机和发动机上，在F-22战斗机和V2500发动机上的的用量分别占到结构重量的41%和31%。可以说，钛合金在现代飞机上的应用，已经成为航空业发展的重要标志之一。 20世纪80年代以来，为满足飞机结构用钛的需求，高强钛合金获得了长足发展，其中对高强钛合金研究最广泛、生产量最大和应用量最多的应属美国和俄罗斯，已形成了各自发展且各具特色的局面。俄罗斯研究人员研究了[Mo]当量对钛合金拉伸强度的影响，如图1所示。从图中可以看出，退火钛合金的强度性能，随着钼当量增加到10~11%而提高，这时合金组织大致为相等数量的α和β相，然后强度下降。固溶时效钛合金的拉伸强度随着钼当量增加到12~14%而提高，然后下降。这种规律性是由以下情况决定的，当钼当量增加到临界浓度时，淬火时形成的亚稳定β相的数量增加，因此，为获得高强度钛合金，
(2009/11/30 15:05) 《钛及钛合金牌号和化学成分》(引用地址：未提供) ★阿里同摘目录：行业知识 小浏览字体：大中《钛及钛合金牌号和化学成分》 目前，金属钛生产的工业方法是可劳尔法，产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭，再加工而成钛材。按此，从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为： 钛矿-＞采矿-＞选矿-＞太精矿-＞富集-＞富钛料-＞氯化-＞粗TiCI4-＞精制-＞纯TiCI4-＞镁还原-＞海绵钛-＞熔铸-＞钛锭-＞加工-＞钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石，则不必经过富集，可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外，熔铸作业应属冶金工艺，但有时也归入加工工艺。 上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方 法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品，也可用铸造方法制 成各种形状的零件、部件。. 钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大；常温塑性差、屈服极限和强度极限比值咼、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点，塑性加工较钢、铜困难。
故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点 钛采用塑性加工，加土尺寸不受限制，又能够大批量生产，但成材率低，加工过程中产生大量废屑残料。钛材生产的原则流程如图1—1。 针对钛塑性加工的上述缺点，近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同，只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件，特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理，成材率高，既可充分利用钛废料作原料，又可以降低生产成本，但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)-＞筛分-＞混合-＞压制成形-＞烧结-＞辅助加工-＞钛制品。 钛材生产的原则流程 钛材除了纯钛外，目前世界上已经生产出近30 种牌号的钛合金。 使用最广泛的钛合金是Ti-6AI-4V, Ti-5AI— 2.5Sn等 医用钛标准(2008/05/29 23:54) 外科植入物用钛及钛合金加工材执行标准GB/T 13810—1997 1 范围本标准规定了外科植入物用钛及钛合金加工材的技术要求、试验方法、检验规则标志、包装、运输、储存。
一、Inconel600 二、 1.概况 三、Inconel600合金是一种Ni-Cr合金，可以使用在从低温到1093℃ 的温度范围内。Inconel600合金没有磁性，焊接性能良好。 四、Inconel600合金可以使用在广泛的腐蚀环境下。高的镍含量让600 合金对还原性环境有一定的耐蚀性能，同时铬的加入让600合金对弱氧化性环境有一定的耐蚀性能。由于镍含量相当高，所以600合金对氯离子应力腐蚀断裂有优异的耐蚀性能。 五、600合金的成形性能类似于稳定的奥氏体不锈钢的性能。 六、 2.耐蚀性能和应用 七、600合金的高镍含量让它对中等强度的还原性环境有良好的耐蚀性 能，同时对氯离子应力腐蚀断裂有也良好的耐蚀性能，因此，600合金可以使用在MgCl2溶液中。 八、相似地，铬让600合金在弱氧化性环境中有一定的耐蚀性能，从某 种意义上讲，600合金已经是商业纯镍的替代品。但在象热的浓硝酸的强氧化性溶液中，600合金的耐蚀性能比较差。 九、600合金在中性和碱性的盐溶液中不会有腐蚀情况发生，可以使用 在苛刻的腐蚀环境中。 十、600合金对蒸汽和蒸汽、空气、碳的氧化物的混合气体有抵抗力， 但在含有硫的高温气体环境中则会腐蚀。 十一、600合金在高温时对碳化有极佳的抵抗力，且对氧化有良好的抵抗，所以长期以来此合金被用于热处理工业上。在中等高温时对脱水Cl2
和HCl气体有良好的抵抗性。600合金在碱液浓缩过程中耐热应力腐蚀。十二、总结起来600合金主要有如下几点特性： 十三、1）、直到1093℃时仍然具有抗氧化性； 十四、2）、耐碳化性； 十五、3）、到大约538℃时对脱水Cl2仍然有抵抗性； 十六、4）、对氯离子应力腐蚀断裂有免疫力； 十七、5）、对碱的腐蚀有良好的抵抗力。 十八、其应用场合如下所示： 十九、1）、热处理相关元件及设备； 二十、2）、温度达到538℃的氯化设备； 二十一、3）、纸浆厂的碱溶解池； 二十二、4）、碱液浓缩相关设备。 二十三、 3.物理性能 二十四、? ? 密度：8.42g/cm3 二十五、比热：(0-100℃)460J/kg-k 二十六、磁导率：＜ 二十七、4、热处理 二十八、600合金不会由于热处理产生硬化，只会产生冷加工强化。 二十九、冷加工后退火可以软化材料。软化温度可以在871℃到1149℃之间进行。在982℃或更高的温度情况下，晶粒长大非常迅速，但在1038℃作短时间的停留可以软化材料，又不会产生不适当的晶粒长大。三十、热处理后的冷却可以慢速冷却，也可以快速淬火冷却，都会得到相
钛材料对外加应力或载荷所表现的力学响应。加载温度、形变速率和环境介质都会影响力学性能。主要的力学性能有：屈服强度和断裂强度、伸长率、面缩率和冲击功、疲劳强度和疲劳极限、断裂韧度和疲劳裂纹扩展速率和抗蠕变性能等。 屈服强度(σ0.2)和断裂强度(σF) 工业纯钛、钛合金的强度和材料中占据间隙位置的元素[O]、[N]、[C]等的含量有关，通常将这些元素综合在一起规定为等效氧量[O]eq，其算式为：[O]eq＝[O]+2[N]+0.75[C](原子百分数)。随[O]eq的增大，钛材料的屈服强度显著提高。屈服强度与显微组织有密切关系，例如，α+β型钛合金(Ti-6Al-4V)细的等轴组织的屈服强度和断裂强度最高，分别可以达到1120MPa和1505MPa。 具有初生等轴α相和细针状(或片状)的混合组织称为双态组织，其断裂强度(1455MPa)比粗等轴组织的强度(1370MPa)高。完全针状组织的σ0.2最低。亚稳β钛合金，例如Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al，其断裂强度受冷轧变形量、固溶处理和冷却速度的影响。 伸长率、面缩率和冲击功[O]eq，增多使钛材料在室温的伸长率下降。[N]的作用最大，其次是[O]，再次是[C]。长时间(500h)退火，能使工业纯钛的面缩率和冲击功在500℃附近出现最低值。其高温伸长率在500℃附近，也出现极小值。拉伸速率ε为2.7×10-5/s 时，工业纯钛表现尤为明显。细晶(6μm)钛高温伸长率无下降现象。 α+β型钛合金细晶等轴组织的伸长率或断裂应4V经过1088K固溶后水淬，其中β相可在变形中诱导转变成马氏体，表现出在223K的夏比冲击功和动态断裂韧度均得到明显改善。与此同时，伸长率和断裂应变也提高。采用新型氢处理工艺，可使Ti-5Al-2.5Fe和Ti-6Al-4V合金的屈服强度、断裂强度和伸长率分别提高8%～15%，5%～13%和7%～14%。 疲劳强度和疲劳极限工业纯钛具有明确的疲劳极限，随等效氧量增多而提高，随晶粒粗化而降低。Ti-6Al-4V的疲劳强度(σN)(即寿命为107周的应力幅)，既决定于合金的组织，又受试验时环境介质的影响。粗大等轴组织的σN恒为最低，不到500MPa，在空气中和在3.5%NaCl溶液中，双态组织的σN较高，可达650～700MPa之间。在钛合金中，等轴α+β显微组织光滑试样的疲劳性能，比转变β组织的性能优越，前者萌生疲劳裂纹的寿命长。但是，转变β组织的疲劳裂纹扩展阻力则较大。 断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率钛合金的平面应变断裂韧性和显微组织有密切关系。不论强度级别如何，β加工形成针状或片状组织的断裂韧性KIC要比同等强度的等轴组织高，但常规的伸长率要受到损害。α+β型钛合金虽然成分已定，由于热处理的经历不同，可以出现差别很大的显微组织。即使屈服强度几乎相同，不同取向材料的断裂韧性也有很大的差异。Ti-6Al-4V厚板T-L取向的试样，粗大组织的KIC比细小组织的可高22%。为了使断裂韧性和常规伸长率达到适当平衡，可采取获得双态组织的热处理。Ti-6Al-4V合金的显微组织对裂纹慢扩展的撕裂模量(TR)的影响，比对断裂韧性(JIC)的影响更大。合金中若有亚稳定β相，形变时感生α″马氏体有助于提高较低温度的断裂韧性。α型钛合金的断裂韧性受α2(Ti3Al)析出的影响，强度提高，KIC下降。 β型钛合金断裂韧性，主要决定于由β相中析出的α相的形态。Ti-15-3合金先高温后低温时效，组织中同时存在粗大α相和细小的α相，强度和断裂韧性得到满意平衡。铸造Ti-15-3钛合金的KIC和Ti-6Al-4V钛合金相当。改善钛合金断裂韧性的冶金因素，也