钛合金牌号性能及应用
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工业纯钛牌号TA1 TA2 0000钛合金的TA1和TA2是工业纯钛,主要应用于化工、造船、医疗等工作温度在350摄氏以下受力不大的耐蚀零件。
其中TA1中杂质:Fe=0.25%;C=0.1%;N=0.03%;H=0.015%;O=0.2%;其它元素=0.5%其中TA2中杂质:Fe=0.3%;C=0.1%;N=0.05%;H=0.015%;O=0.25%;其它元素=0.5%更多信息:(1)钛在空气和氧化性,中性水溶液介质中,其表面很易产生致密的氧化钛钝化膜,使钛的电极电位显著正移,大大提高了热力学稳定性。
以钝性系数来表示金属钝化后化学稳定性提高的程度,铁为0.18,镍为0.37,钼为0.49,铬为0.74,铝为0.82,而钛则为2.44。
钛在许多介质中具有比不锈钢、铝等好得多的耐蚀性。
(移动式容器还利用了钛比重轻、比强度高的特性)(2)钛不存在像铁素体钢那样的低温脆性问题,钛可以用做温度低至-269度的低温容器,但由于奥氏体不锈钢,铝,铜,等也可以用做低温容器,且比钛便宜,因此钛实际上很少用于低温固定式容器,在航空、航天中钛用做移动式低温容器,重要是利用了钛的高比强度、重轻量的特点。
(3)在海水、盐水等含氯介质中,碳素钢,低合金钢,一般不锈钢,铝耐蚀性均不好,而钛具有独特优异的耐蚀性,约有50%的钛容器用于抗含氯介质的腐蚀。
(4)由于钛的耐蚀性是由于表面氧化膜所致,因此一般的工业纯钛和钛合金在高温盐酸等强还原性介质中不耐蚀。
Ti-32Mo可耐盐酸腐蚀,但其塑性和工艺性能差,尚未列入压力加工钛材标准,也未列入本标准中作为容器用钛。
(5)钛在一定条件下的发烟硝酸、干氯气、甲醇、三氯乙烯、液态四氧化二氮,熔融金属盐,四氯化碳等介质可能产生燃烧、爆炸或应力腐蚀,使钛容器产生恶性事故,钛容器对这些介质应回避或慎用。
(6)在温度超过500度的纯氧或温度超过1200度的空气中,钛会燃烧,因此钛容器不得在接触空气和氧的情况下接触明火,以避免钛容器燃烧。
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。
IMI125IMI130IMI160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。
国内外常用钛及钛合金牌号钛是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀性的金属材料,广泛应用于航空航天、化工、医疗、汽车、船舶等领域。
下面将介绍一些常用的国内外钛及钛合金牌号。
一、纯钛牌号1. CP1、CP2、CP3、CP4这是最常见的纯钛牌号,也是最常用的工业纯钛。
它们的差异主要是杂质含量的不同,CP1是杂质含量最低的纯钛,CP4则是杂质含量相对较高的纯钛。
2. Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.4这些是美国钛合金协会(ASTM)制定的纯钛牌号,与前面的CP牌号对应。
Gr.1对应于CP4,Gr.2对应于CP3,依此类推。
二、钛合金牌号1. Ti-6Al-4V这是最常见的钛合金牌号,含有6%的铝和4%的钒。
它具有良好的强度、耐腐蚀性和热稳定性,广泛应用于航空航天、医疗和汽车制造等领域。
2. Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo这是一种高强度、高耐腐蚀性的钛合金,适用于高温、高压环境下的应用,如航空发动机等。
3. Ti-3Al-2.5V这是一种中等强度、良好耐腐蚀性的钛合金,常用于航空航天、船舶和化工领域。
4. Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al这是一种高强度、高耐腐蚀性的钛合金,适用于航空航天、海洋和船舶制造等领域。
5. Ti-6242这是一种高强度、高温钛合金,具有优异的耐腐蚀性和热稳定性,常用于航空航天和化工领域。
三、其他常见钛合金牌号除了上述几种常用的钛合金牌号外,还有一些其他常见的钛合金,例如Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo、Ti-8Al-1Mo-1V等。
这些牌号都具有特定的化学成分和性能特点,可以根据具体要求选择使用。
总结:以上介绍了一些常用的国内外钛及钛合金牌号,包括纯钛牌号如CP1、CP2、CP3、CP4以及Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.4;钛合金牌号如Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-3Al-2.5V、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al等。
钛合金的研究应用现状及其发展方向钛合金是以金属钛为基,加入适量的其他元素组成钛合金,其在300-600度时的比强度优于钢和铝合金。
钛的工业化生产是1948年开始的,为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,钛合金牌号近30种。
使用最广泛的钛合金是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。
钛及其合金不仅大量应用在航空、航天工业,而且在化工、石油、冶金、造纸、纺织,机械仪器、能源;医疗卫生等工业中也有着十分重要的应用;在民用工业中的应用也日渐增多。
1、发展历史钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金,该合金使用量已占全部钛合金的75%~85%。
其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50~60年代,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,70年代开发出一批耐蚀钛合金,80年代以来,耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。
A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出现,使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端(风扇和压气机)向发动机的热端(涡轮)方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外,20世纪70年代以来,还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金,并在工程上获得日益广泛的应用。
2、原理钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。
国内外常用钛及钛合金牌号钛是一种广泛应用于工业领域的金属材料,具有良好的机械性能、化学稳定性和耐腐蚀性能。
常见的钛及钛合金牌号有国内牌号TA1、TA2、TA3、TA4等,国际牌号有Grade 1、Grade 2、Grade 5、Grade 9等。
TA1是中国钛标准GB/T 3620.1-2007中规定的一种纯钛,化学成分要求中钛元素含量不少于99.5%,机械性能要求中0.2%抗拉强度不少于240MPa,延伸率不少于24%。
TA1具有优异的腐蚀抗性,可以在强酸、碱等腐蚀介质中长期使用,常用于制作化工设备、海水淡化设备、医疗器械等。
TA2是一种常见的工业纯钛,也是中国标准GB/T 3620.1-2007中规定的纯钛牌号之一。
其化学成分要求中钛元素含量不少于99.5%,机械性能要求中0.2%抗拉强度不少于450MPa,延伸率不少于18%。
TA2具有良好的可锻性和可焊性,常用于制造化工设备、海洋工程、航空航天等领域。
TA3是国内的一种α+β相钛合金,化学成分中钛元素含量不少于99.5%,铁含量不大于0.30%,机械性能要求中抗拉强度不少于540MPa,延伸率不少于15%。
TA3具有良好的塑性和可焊性,常用于制造化工设备、海洋工程、航空航天等领域。
TA4是中国国内新版的一种α相钛合金,主要改进了化学成分和机械性能,相较于TA3具有更高的抗拉强度和延伸率。
TA4的化学成分要求中钛元素含量不少于99.7%,铁含量不大于0.20%,机械性能要求中抗拉强度不少于620MPa,延伸率不少于13%。
TA4广泛应用于航空航天、船舶工程、化工设备等领域。
Grade 1是美国钛协会(ASTM)标准中规定的纯钛牌号,化学成分要求中钛元素含量不少于99.5%,机械性能要求中抗拉强度不少于240MPa,延伸率不少于24%。
Grade 1具有良好的腐蚀抗性和可锻性,广泛应用于航空航天、化工设备、医疗器械等领域。
Grade 2是ASTM标准中的一种工业纯钛牌号,化学成分要求中钛元素含量不少于99.0%,机械性能要求中抗拉强度不少于345MPa,延伸率不少于20%。
钛及其合金具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀等许多优特性,被誉为“未来的金属”,是具有发展前途的新型结构材料。
钛及其合金不仅在航空、宇宙航行工业中有着十分重要的应用,而且已经开始在化工、石油、轻工、冶金、发电等许多工业部门中广泛应用。
1.钛在化工等部门的应用钛的另一个显著特点是耐腐蚀性强,这是由于它对氧的亲合力特别大,能在其表面上生成一层致密的氧化膜,可保护钛不受介质腐蚀。
金属钛在大多数水溶液中,都能在表面生成钝化氧化膜。
因此,钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳定性,比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好,甚至可与铂比美。
但是,如果在某种介质中,能连续溶解钛表面氧化膜时,则钛在这种介质中便会受到腐蚀。
例如,钛在氢氟酸、浓的或热的盐酸、硫酸和磷酸中,由于这些溶液溶解钛表面氧化膜,所以钛被腐蚀。
如果在这些溶液中加入氧化剂或某些金属离子时,则钛表面氧化膜便会受到保护,此时钛的稳定属于增加。
一.化学工业钛在各种酸、碱、盐介质中,除上述四种无机酸和腐蚀性很强的氯化铝外,都具有很好的稳定性。
所以,钛是化学工业中优良的抗腐蚀材料,得到了越来越广泛的应用。
例如,在氯碱工业中使用钛金属阳极和钛制湿氯气冷却器,收到很好的经济效果,被誉为氯碱工业中的一大革命。
二.石油工业钛在有机化合物中,除了温度较高下的五种有机酸(甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸和三氟乙酸)外,都具有非常好的稳定性。
因此,钛是石油炼制和石油化工中优良的结构材料,可以用来制作各种热交换器、反应器、高压容器和蒸馏塔等。
三.冶金工业钛属活性金属,具有良好的吸气性能,是炼钢工业中优良的脱气剂,它能化合钢在冷却时析出的氧和氮。
在钢中加入少量的钛(<0.1%)可使钢坚韧而富有弹性。
钛也是炼钢,炼铝等工业中重要的合金添加剂。
钛具有超导性,是一种常见的超导材料。
另外,钛在含有金属离子的酸性溶液中具有很好的稳定性,因此钛在湿法冶金工业中,如铜、镍、钴、锰等有色金属的电解生产中,有着十分广泛的应用。
钛及钛合金牌号和化学成分标准
一、钛及钛合金牌号
1. 工业纯钛
工业纯钛是一种具有优异综合性能的工程材料,广泛用于化工、石油、食品、轻工等领域。
根据杂质元素含量的不同,工业纯钛分为TA1、TA2和TA3三个牌号。
2. 耐蚀钛合金
耐蚀钛合金主要用于化工、石油等领域的设备及管道,具有较强的耐腐蚀性能。
常用的耐蚀钛合金属有Ti-3Al-2.5V(TC4)和Ti-6Al-4V(TC20)等。
3. 高强度钛合金
高强度钛合金主要用于航空航天、汽车等领域的高强度结构件。
常用的高强度钛合金属有Ti-6Al-4V (TC20)、Ti-5Al-2.5Fe(TC21)等。
4. 高强度耐蚀钛合金
高强度耐蚀钛合金结合了高强度和耐腐蚀性能,主要用于海洋工程、化学工业等领域的重要结构件。
常用的高强度耐蚀钛合金属有Ti-6Al-4V ELI(TC4 ELI)等。
5. 高强度低成本钛合金
高强度低成本钛合金具有较高的强度和较低的成本,主要用于汽车、航空航天等领域的重要结构件。
常用的高强度低成本钛合金属有Ti-6Al-4V(TC20)等。
6. 非晶钛合金
非晶钛合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能,是非晶材料中的一种。
常用的非晶钛合金属有Ti-55531等。
二、钛及钛合金化学成分标准
1. 3620.1:钛及钛合金牌号和化学成分。
2. 3620.2:钛及钛合金棒材化学成分允许偏差。
3. 3620.3:钛及钛合金管材化学成分允许偏差。
4. 3620.4:钛及钛合金丝材化学成分允许偏差。