Wyświetlenia: 0 Autor: Edytor witryny Czas publikacji: 2025-02-20 Pochodzenie: Strona
Rura ze stali stopowej tytanu jest rodzajem rury wykonanej ze stopu tytanu, o wysokich właściwościach mechanicznych, doskonałej wydajności tłoczenia i może być spawana w różnych formach, wytrzymałości połączeń spawanych do 90% wytrzymałości metalu nieszlachetnego oraz dobra wydajność cięcia i przetwarzania.
Przemysłową produkcję tytanu rozpoczęto w 1948 roku. Rozwój przemysłu lotniczego wymagał, aby przemysł tytanowy osiągał średnioroczne tempo wzrostu na poziomie około 8% rozwoju. Obecnie światowa roczna produkcja materiałów do obróbki stopów tytanu osiągnęła ponad 40 000 ton, a stopów tytanu jest prawie 30 rodzajów. Najszerzej stosowanym stopem tytanu jest Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) oraz czysty tytan przemysłowy (TA1, TA2 i TA3).
1. W zależności od składu chemicznego można je podzielić na dwie kategorie: czysty tytan i stopy proste oraz stopy wielostopowe.
Czysty tytan i proste stopy: klasa 1 to niestopowy tytan o niskiej zawartości tlenu; Stopień 2 to tytan niestopowy ze standardową zawartością tlenu; Stopień 7 to standardowy tytan niestopowy z tlenem zawierający 0,12-0,25% palladu;
wielostopowe: klasa 5 to stop tytanu zawierający 6% aluminium i 4% wanadu; Klasa 9 to stop tytanu zawierający 3% aluminium i 2,5% wanadu; Grade 19 to stop tytanu zawierający 3% aluminium i 8% wanadu, 6% chromu, 4% cyrkonu i 4% molibdenu. Klasa 19 to stop tytanu zawierający 3% aluminium, 8% wanadu, 6% chromu, 4% cyrkonu i 4% molibdenu.
Poza tym czysty tytan i stopy tytanu można podzielić według ich właściwości w następujący sposób:
1. przemysłowo czysty tytan ( typu α ) stop tytanu
Typowe gatunki: Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7 (norma ASTM).
Charakterystyka: Doskonała odporność na korozję (szczególnie środowisko jonów chlorkowych), doskonała spawalność, dobra wydajność pracy na zimno
Zastosowania: rurociągi chemiczne, sprzęt do odsalania, implanty biologiczne.
2. typu bliskiego α Stopy tytanu
Typowe gatunki: Gr8, Gr9, Gr12 (norma ASTM)
Charakterystyka: doskonała wydajność w wysokich temperaturach (temperatura długotrwałego użytkowania: 450-500 ℃), wysoka odporność na pełzanie, silna odporność na utlenianie
Zastosowania: łopatki sprężarek silników lotniczych, wysokotemperaturowe elementy konstrukcyjne.
3typu .α+β typu e Stop tytanu
Typowe gatunki: Gr16, Gr17 (norma ASTM). Stopy wysokotemperaturowe (stopy tytanu typu β): typowe gatunki to Gr23, Gr24, Gr25 (norma ASTM)
Charakterystyka: Optymalna ogólna wydajność (równowaga wytrzymałości, wytrzymałości, przetwarzalności), wzmocnienie poddawane obróbce cieplnej (roztwór stały + starzenie)
Zastosowania: części kadłuba/silnika samolotu, sztuczne stawy, części samochodów wyścigowych.
4. typu β Stopy tytanu
Typowe gatunki: Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (β-21S)
Charakterystyka: Bardzo wysoka wytrzymałość, doskonałe właściwości formowania na zimno, słaba spawalność, wymagana skomplikowana obróbka cieplna
Zastosowania: elementy złączne w przemyśle lotniczym, sprężyny, sprzęt sportowy o wysokich osiągach.
| Indeks wydajności | Przemysłowo czysty tytan | α+β typu e Tytan | Near- αtypu Tytan | typu β Tytan |
| Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | 345-550 | 895-930 | 800-1000 | 1000-1350 |
| Gęstość (g/cm³) | 4.51 | 4.43 | 4.54 | 4.84 |
| Maksymalna temperatura pracy | 350 ℃ | 400 ℃ | 500 ℃ | 300 ℃ |
| Spawalność | to, co najlepsze | Dobry |
środek | zły |
| Typowe zastosowanie | sprzęt chemiczny | Część aerodynamiczna | elementy silnika | Zapięcie lotnicze |
2. Według właściwości mechanicznych stopów tytanu można podzielić na wytrzymałość i wytrzymałość.
Wytrzymałość: czysty tytan klasa 1, wytrzymałość klasy 2 jest stosunkowo niska, wytrzymałość na rozciąganie klasy 2 wynosi 345 MPa min. a wytrzymałość stopu tytanu klasy 5 do około 1000 MPa jest 5 razy większa niż w przypadku stali nierdzewnej.
Wytrzymałość: Ogólnie rzecz biorąc, te zawierające więcej pierwiastków stopowych, takie jak klasa 5 i klasa 19, mają lepszą wytrzymałość, zapewniając jednocześnie wysoką wytrzymałość; podczas gdy gatunki czystego tytanu wykazują pewne różnice w wytrzymałości w porównaniu ze stopami tytanu stopowymi i zachowują się inaczej pod wpływem uderzeń i innych obciążeń.
3. Odporność na korozję : Stopy tytanu zawierające pallad, takie jak klasa 7 i klasa 11, mają lepszą odporność na korozję niż gatunki czystego tytanu bez palladu (np. klasa 1 i klasa 2) w niektórych specyficznych środowiskach korozyjnych, szczególnie w kwasach redukujących itp. Stopy tytanu klasy 5, ze względu na pierwiastki stopowe, mają dobrą odporność na korozję w wodzie morskiej i innych środowiskach, ale różnią się określonymi właściwościami odporności na korozję w porównaniu ze stopami specjalnie zaprojektowanymi pod kątem odporności na korozję zawierającymi pallad i inne elementy; Stopy tytanu klasy 5 mają dobrą odporność na korozję w środowiskach takich jak woda morska ze względu na pierwiastki stopowe, ale różnią się od stopów zawierających pallad i inne pierwiastki specjalnie zaprojektowane pod kątem odporności na korozję swoimi specyficznymi właściwościami odporności na korozję.
4. Według różnych scenariuszy zastosowań można podzielić
Przemysł lotniczy: Stop tytanu klasy 5 jest powszechnie stosowany do produkcji belek samolotów, skrzydeł, łopatek silników i innych kluczowych elementów ze względu na jego wysoką wytrzymałość, dobrą odporność na ciepło i odporność na zmęczenie.
Przemysł chemiczny: Stop tytanu klasy 2 jest powszechnie stosowany do produkcji wymienników ciepła, reaktorów, rurociągów i innego sprzętu chemicznego ze względu na dobrą odporność na korozję i umiarkowaną cenę.
Dziedzina biomedyczna: stop tytanu klasy 23 ma elementy o bardzo niskim prześwicie i dobrą biokompatybilność i jest często używany do produkcji sztucznych stawów, implantów dentystycznych, urządzeń do stabilizacji złamań i innych implantów biomedycznych.
5. Różnią się w zależności od trudności i kosztów przetwarzania
Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa zawartość pierwiastków stopowych i bardziej złożony gatunek stopu tytanu, tym trudniej jest go przetwarzać. Na przykład stopy tytanu klasy 5 są trudniejsze w obróbce niż stopy czystego tytanu, takie jak klasa 1 i klasa 2.
Z punktu widzenia kosztów stopy tytanu zawierające rzadkie lub drogie pierwiastki stopowe (takie jak pallad itp.), a także stopy tytanu w gatunkach trudniejszych w obróbce, zwykle kosztują więcej. Na przykład klasa 7 zawiera pallad, więc koszt jest wyższy niż w przypadku zwykłych gatunków czystego tytanu; Klasa 19 i inne stopy tytanu o złożonym składzie stopu również mają stosunkowo wysokie koszty.
W porównaniu z innymi materiałami metalowymi stop tytanu ma następujące zalety.
① niż wytrzymałość (wytrzymałość na rozciąganie / gęstość) wysoka (patrz wykres), wytrzymałość na rozciąganie do 100 ~ 140kgf / mm2, przy gęstości tylko 60% stali.
② dobra wytrzymałość w średniej temperaturze, zastosowanie temperatury niż stop aluminium o kilkaset stopni wyższej, w środku temperatury może nadal utrzymać wymaganą wytrzymałość, może pracować w temperaturze 450 ~ 500 ℃ przy długotrwałej pracy.
③ dobra odporność na korozję, w atmosferze powierzchnia tytanu natychmiast tworzy jednolitą, gęstą warstwę tlenku, odporną na erozję różnych mediów. Zwykle tytan ma dobrą odporność na korozję w mediach utleniających i obojętnych, a odporność na korozję w wodzie morskiej, mokrym chlorze i roztworze chlorku jest doskonała. Jednak w mediach redukujących, takich jak kwas solny i inne roztwory, odporność na korozję tytanu jest słaba.
④ dobra wydajność w niskich temperaturach, element szczelinowy jest wykonany ze stopu tytanu o bardzo niskiej zawartości, takiego jak TA7, w temperaturze -253 ℃ może zachować pewien stopień plastyczności.
⑤ Niski moduł sprężystości, mała przewodność cieplna, brak ferromagnetyzmu.
⑥ Wysoka twardość.
⑦Słabe tłoczenie, dobra termoplastyczność.
