Bekeken: 0 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 20-02-2025 Herkomst: Locatie
Stalen buis van titaniumlegering is een soort buis gemaakt van materiaal van titaniumlegering, met hoge mechanische eigenschappen, uitstekende stempelprestaties en kan in verschillende vormen worden gelast, lasverbindingen hebben een sterkte tot 90% van de sterkte van het basismetaal en goede snij- en verwerkingsprestaties.
De industriële productie van titanium begon in 1948. De ontwikkeling van de luchtvaartindustrie is zo nodig dat de titaniumindustrie een gemiddeld jaarlijks groeipercentage van ongeveer 8% van de ontwikkeling zal bereiken. Op dit moment heeft de jaarlijkse productie van titaniumlegeringsmaterialen in de wereld meer dan 40.000 ton bereikt, bijna 30 soorten titaniumlegeringen. De meest gebruikte titaniumlegering is Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) en industrieel puur titanium (TA1, TA2 en TA3).
1. Afhankelijk van de chemische samenstelling kunnen ze worden onderverdeeld in twee categorieën: puur titanium en eenvoudige legeringen, en multi-legeringen.
Zuiver titanium en eenvoudige legeringen: Graad 1 is zuurstofarm ongelegeerd titanium; Graad 2 is ongelegeerd titanium met standaard zuurstof; Graad 7 is ongelegeerd titanium met standaard zuurstof en bevat 0,12-0,25% palladium;
multi-legeringen: Graad 5 is een titaniumlegering die 6% aluminium en 4% vanadium bevat; Graad 9 is een titaniumlegering die 3% aluminium en 2,5% vanadium bevat; Graad 19 is een titaniumlegering die 3% aluminium en 8% vanadium, 6% chroom, 4% zirkonium en 4% molybdeen bevat. Graad 19 is een titaniumlegering die 3% aluminium, 8% vanadium, 6% chroom, 4% zirkonium en 4% molybdeen bevat.
Bovendien kunnen zuiver titanium en titaniumlegeringen als volgt worden onderverdeeld op basis van hun eigenschappen:
1. industrieel zuiver titanium ( α-type titaniumlegering)
Typische kwaliteiten: Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7 (ASTM-standaard).
Kenmerken: Uitstekende corrosieweerstand (vooral chloride-ionenomgeving), Uitstekende lasbaarheid, goede koude werkprestaties
Toepassingen: chemische leidingen, ontziltingsapparatuur, biologische implantaten.
2. α-type Titaniumlegeringen van het bijna-
Typische kwaliteiten: Gr8, Gr9, Gr12 (ASTM-standaard)
Kenmerken: uitstekende prestaties bij hoge temperaturen (langdurige gebruikstemperatuur: 450-500 ℃), Hoge kruipweerstand, sterke oxidatieweerstand
Toepassingen: compressorbladen voor vliegtuigmotoren, structurele componenten voor hoge temperaturen.
3.α+β type e titaniumlegering
Typische kwaliteiten: Gr16, Gr17 (ASTM-standaard). Legeringen voor hoge temperaturen (titaanlegeringen van het β-type): typische kwaliteiten zijn onder meer Gr23, Gr24, Gr25 (ASTM-standaard)
Kenmerken: Optimale algehele prestatie (balans tussen sterkte, taaiheid, verwerkbaarheid), Warmtebehandelbare versterking (vaste oplossing + veroudering)
Toepassingen: vliegtuigromp/motoronderdelen, kunstgewrichten, raceauto-onderdelen.
4. β-type titaniumlegeringen
Typische kwaliteiten: Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (β-21S)
Kenmerken: Ultrahoge sterkte, uitstekende koudvormeigenschappen, slechte lasbaarheid, complexe warmtebehandeling vereist
Toepassingen: bevestigingsmiddelen voor de luchtvaart, veren, hoogwaardige sportuitrusting.
| Prestatie-index | Industrieel zuiver titanium | α+β type e- titaan | Bijna- α-type titanium | β-type titanium |
| Treksterkte (MPa) | 345-550 | 895-930 | 800-1000 | 1000-1350 |
| Dichtheid (g/cm³) | 4.51 | 4.43 | 4.54 | 4.84 |
| Maximale servicetemperatuur | 350℃ | 400℃ | 500℃ | 300℃ |
| Lasbaarheid | best | Goed |
midden | slecht |
| Typische toepassing | chemische apparatuur | Aerostructureel onderdeel | motoronderdelen | Bevestiging voor de ruimtevaart |
2. Volgens de mechanische eigenschappen van titaniumlegeringen kunnen ze worden onderverdeeld in sterkte en taaiheid van de verschillende.
Sterkte: puur titanium klasse 1, klasse 2 sterkte is relatief laag, klasse 2 treksterkte van 345 MPa min. en een sterkte van titaniumlegering van klasse 5 tot ongeveer 1000 MPa is 5 maal die van roestvrij staal.
Taaiheid: Over het algemeen hebben degenen die meer legeringselementen bevatten, zoals klasse 5 en klasse 19, een betere taaiheid en garanderen tegelijkertijd een hoge sterkte; terwijl pure titaniumkwaliteiten bepaalde verschillen in taaiheidsprestaties hebben met gelegeerde titaniumlegeringen, en anders presteren bij blootstelling aan schokken en andere belastingen.
3. Corrosieweerstand : Titaniumlegeringen die palladium bevatten, zoals klasse 7 en klasse 11, hebben een betere corrosieweerstand dan zuivere titaniumkwaliteiten zonder palladium (bijv. klasse 1 en klasse 2) in sommige specifieke corrosieve omgevingen, vooral bij het reduceren van zuren, enz. Titaniumlegeringen van graad 5 hebben, dankzij legeringselementen, een goede corrosieweerstand in zeewater en andere omgevingen, maar vertonen verschillen in specifieke corrosiebestendige prestatiekenmerken van legeringen die speciaal zijn ontworpen voor corrosieweerstand en die palladium en andere elementen bevatten; Titaniumlegeringen van klasse 5 hebben een goede corrosieweerstand in omgevingen zoals zeewater dankzij de legeringselementen, maar verschillen van legeringen die palladium en andere elementen bevatten die specifiek zijn ontworpen voor corrosieweerstand door hun specifieke corrosieweerstandseigenschappen.
4. Volgens de verschillende toepassingsscenario 's kunnen worden onderverdeeld in
Lucht- en ruimtevaart: Titaniumlegering van klasse 5 wordt vaak gebruikt bij de vervaardiging van vliegtuigbalken, vleugels, motorbladen en andere belangrijke componenten vanwege de hoge sterkte, goede hittebestendigheid en weerstand tegen vermoeidheid.
Chemische industrie: Titaniumlegering van klasse 2 wordt vaak gebruikt om warmtewisselaars, reactoren, pijpleidingen en andere chemische apparatuur te maken vanwege de goede corrosieweerstand en de gematigde prijs.
Biomedisch gebied: Titaniumlegering van klasse 23 heeft elementen met ultralage speling en goede biocompatibiliteit, en wordt vaak gebruikt voor de vervaardiging van kunstmatige gewrichten, tandheelkundige implantaten, apparaten voor breukfixatie en andere biomedische implantaten.
5. Verschillen afhankelijk van de verwerkingsmoeilijkheden en kosten
Over het algemeen geldt dat hoe hoger het gehalte aan legeringselementen en hoe complexer de kwaliteit van de titaniumlegering, hoe moeilijker het is om het te verwerken. Titaniumlegeringen van klasse 5 zijn bijvoorbeeld moeilijker te verwerken dan zuivere titaniumsoorten zoals klasse 1 en klasse 2.
Vanuit kostenperspectief kosten titaniumlegeringen die zeldzame of dure legeringselementen bevatten (zoals palladium, enz.), evenals titaniumlegeringen van moeilijk te verwerken kwaliteiten, doorgaans meer. Graad 7 bevat bijvoorbeeld palladium, dus de kosten zijn hoger dan die van gewone zuivere titaniumsoorten; Graad 19 en andere titaniumlegeringen met complexe legeringssamenstellingen hebben ook relatief hoge kosten.
Vergeleken met andere metalen materialen heeft titaniumlegering de volgende voordelen.
① dan de sterkte (treksterkte / dichtheid) hoog (zie grafiek), treksterkte tot 100 ~ 140kgf / mm2, terwijl de dichtheid van slechts 60% van staal.
② goede sterkte bij gemiddelde temperatuur, het gebruik van temperatuur dan de aluminiumlegering een paar honderd graden hoger, in het midden van de temperatuur kan nog steeds de vereiste sterkte behouden, kan bij een temperatuur van 450 ~ 500 ℃ langdurig werken.
③ goede corrosieweerstand, in de atmosfeer vormt het titaniumoppervlak onmiddellijk een uniforme dichte oxidefilm, het vermogen om weerstand te bieden aan een verscheidenheid aan media-erosie. Gewoonlijk heeft titanium een goede corrosieweerstand in oxiderende en neutrale media, en de corrosieweerstand in zeewater, natte chloor en chloride-oplossing is uitstekend. Maar in reducerende media, zoals zoutzuur en andere oplossingen, is de corrosieweerstand van titanium slecht.
④ goede prestaties bij lage temperaturen, het spleetelement is een zeer lage titaniumlegering, zoals TA7, in -253 ℃ kan een bepaalde mate van plasticiteit behouden.
⑤ Lage elasticiteitsmodulus, kleine thermische geleidbaarheid, geen ferromagnetisme.
⑥ Hoge hardheid.
⑦ Slechte stempeling, goede thermoplasticiteit.
