Įvadas į gryno titano strypus ir titano lydinio strypų medžiagas
Titanas ir titano lydiniai pasižymi geromis suvirinimo, karšto ir šalto slėgio apdorojimo bei mechaninio apdorojimo savybėmis ir gali būti perdirbami į įvairius titano profilius, titano strypus, titano plokštes ir titano vamzdžius tiekimui.
Titanas yra ideali konstrukcinė medžiaga. Titano tankis nėra didelis, tik 4,5 g/m3, o tai 43% lengvesnis už plieną. Tačiau titanas yra du kartus stipresnis už geležį ir beveik 5 kartus stipresnis už gryną aliuminį. Jis turi mažo tankio ir didelio stiprumo savybes. Dėl šio didelio stiprumo ir mažo tankio derinio titano strypai užima labai svarbią vietą technologijų srityje. Tuo pačiu metu titano lydinio strypų atsparumas korozijai yra artimas arba viršija nerūdijančio plieno atsparumą, todėl jis plačiai naudojamas naftos, chemikalų, pesticidų, dažų, popieriaus gamybos, lengvosios pramonės, aviacijos, aviacijos ir kosmoso plėtros, vandenynų inžinerijos ir KT.
Titano lydiniaituri didelį savitąjį stiprumą (stiprumo ir tankio santykį). Titano lydinio strypai ir gryno titano strypai atlieka nepakeičiamą vaidmenį aviacijos, karinės pramonės, laivų statybos, chemijos pramonės, metalurgijos, mašinų, medicinos ir kitose srityse. Pavyzdžiui, po terminio apdorojimo lydinio, sudaryto iš titano ir aliuminio, chromo, vanadžio, molibdeno, mangano ir kitų elementų, didžiausias stiprumas yra 1176.8-1471MPa, o specifinis stiprumas – 27-33. Tokio paties stiprumo legiruotojo plieno savitasis stipris yra tik 15.5 -19. Titano lydiniai ne tik pasižymi dideliu stiprumu, bet ir yra atsparūs korozijai, todėl plačiai naudojami laivų statyboje, chemijos mašinose, medicinos įrangoje ir kitose srityse. Tarp jų korozijai atsparūs titano lydiniai daugiausia naudojami reaktoriuose, bokštuose, autoklavuose, šilumokaičiuose, siurbliuose, vožtuvuose, centrifugose, vamzdžiuose, jungiamosiose detalėse, elektrolizatoriuose ir kt., įvairiose labai korozinėse aplinkose. Tačiau didelė titano lydinių kaina riboja jo pritaikymą.
Įvairių tipų titano lydinių pritaikymas
1. Titano jodidas, prekės pavadinimas TAD: Tai didelio grynumo titanas, gautas jodavimo metodu, todėl jis vadinamas titano jodidu arba chemiškai grynu titanu. Tačiau jame vis dar yra intersticinių priemaišų elementų, tokių kaip deguonis, azotas ir anglis, kurie turi didelę įtaką gryno titano mechaninėms savybėms. Didėjant titano grynumui, titano stiprumas ir kietumas žymiai sumažėja; todėl jai būdingas: geras cheminis stabilumas, bet mažas stiprumas. Dėl mažo didelio grynumo titano stiprumo jo, kaip konstrukcinės medžiagos, panaudojimas yra mažai reikšmingas, todėl pramonėje jis naudojamas retai. Šiuo metu pramoniniai gryno titano strypai ir titano lydinio strypai yra plačiai naudojami pramonėje.
2. Pramoninis grynas titanas: Skirtingai nuo chemiškai gryno titano, pramoniniame gryname titane yra daugiau deguonies, azoto, anglies ir įvairių kitų priemaišų elementų (tokių kaip geležis, silicis ir kt.). Gamtoje yra mažai lydinio. Titano lydinys. Palyginti su chemiškai grynu titanu, jo stiprumas gerokai pagerėjo, nes jame yra daugiau priemaišų elementų. Jo mechaninės ir cheminės savybės yra panašios į nerūdijančio plieno (bet vis tiek silpnesnės nei titano lydinių). Pramoninio gryno titano charakteristikos yra šios: mažas stiprumas, bet geras plastiškumas, lengvas apdorojimas, štampavimas ir suvirinimas, geras apdirbamumas; jis gerai veikia atmosferoje, jūros vandenyje, šlapiame chlore, oksiduojančiose, neutraliose ir silpnai redukuojančiose terpėse. spektaklis. Atsparumas korozijai ir atsparumas oksidacijai yra geresni nei daugumos austenitinio nerūdijančio plieno; tačiau atsparumas karščiui yra prastas, o naudojimo temperatūra neturi būti per aukšta. Pramoninis grynas titanas pagal priemaišų kiekį skirstomas į tris klases: GR1, GR2 ir GR3. Šių trijų pramoninio gryno titano tipų intersticiniai priemaišų elementai palaipsniui didėja, todėl palaipsniui didėja ir jų mechaninis stiprumas bei kietumas, tačiau atitinkamai mažėja plastiškumas ir kietumas. Komerciniu požiūriu grynas titanas, dažniausiai naudojamas pramonėje, yra GR2 dėl vidutinio atsparumo korozijai ir visapusiškų mechaninių savybių. GR3 galima naudoti, kai yra aukšti atsparumo dilimui ir stiprumo reikalavimai. GR1 galima pasirinkti, kai reikia geresnių formavimo savybių.
Pramoninis grynas titanas daugiausia naudojamas štampuoti dalis ir korozijai atsparias konstrukcines dalis, kurių darbinė temperatūra žemesnė nei 350 laipsnių ir mažai veikianti, tačiau reikalaujanti gero plastiškumo, pvz., orlaivių rėmai, apvalkalai, variklių priedai ir kt.; jūros vandens korozijai atsparūs vamzdžiai, vožtuvai ir siurbliai laivams. ir povandeniniai sparnai, gėlinimo sistemos komponentai; cheminiai šilumokaičiai, siurblių korpusai, distiliavimo bokštai, aušintuvai, maišytuvai, trišakiai, sparnuotės, tvirtinimo detalės, jonų siurbliai, kompresorių vožtuvai ir dyzelinių variklių stūmokliai, švaistikliai, plokštės Huang ir kt.
3. -titano lydinys, prekės ženklai GR4 titano strypas, BT5 titano strypas, GR6 titano strypas: šio tipo lydinys yra vienfazės būsenos kambario temperatūroje ir eksploatavimo temperatūroje ir negali būti sustiprintas termiškai apdorojant (atkaitinimas yra vienintelė terminio apdorojimo forma). ). Daugiausia priklauso nuo kieto tirpalo stiprinimo. Atsparumas kambario temperatūroje paprastai yra mažesnis nei -titano ir - -titano lydinių (bet didesnis nei pramoninio gryno titano), tačiau stiprumas ir valkšnumo stipris aukštoje temperatūroje (500-600 laipsnis) yra didžiausi iš trijų. titano lydinių tipai; Struktūra Jis turi gerą stabilumą, atsparumą oksidacijai ir suvirinimo našumą, taip pat gerą atsparumą korozijai ir pjovimo apdirbamumą, tačiau jo plastiškumas yra mažas (termoplastiškumas vis dar geras), o kambario temperatūros štampavimas yra prastas. Tarp jų GR6 yra plačiausiai naudojamas. Atkaitintoje būsenoje jis yra nuo vidutinio iki didelio stiprumo ir pakankamai plastiškas. Jis turi gerą suvirinamumą ir gali būti naudojamas žemesnėje nei 500 laipsnių temperatūroje. Kai intersticinių priemaišų elementų (deguonies, vandenilio, azoto ir kt.) kiekis yra itin mažas, jis taip pat pasižymi geru tvirtumu ir visapusiškomis mechaninėmis savybėmis esant itin žemai temperatūrai, todėl yra vienas iš puikių itin žemos temperatūros lydinių.
GR4 atsparumas tempimui yra šiek tiek didesnis nei pramoninio gryno titano ir gali būti naudojamas kaip vidutinio stiprumo konstrukcinė medžiaga. Mūsų šalyje daugiausia naudojama kaip suvirinimo viela. TA5 ir BT5 naudojami dalims ir suvirinimui, dirbantiems žemesnėje nei 400 laipsnių korozinėje terpėje, pvz., orlaivių apvalkaluose, rėmo dalyse, kompresoriaus korpusuose, peiliuose, laivų dalyse ir kt. GR6 naudojamas konstrukcinėms dalims ir įvairiems kaltiniams štampams, kurie veikia 500 laipsnių kampu. ilgą laiką ir gali pasiekti 900 laipsnių trumpalaikiam naudojimui. Jis taip pat gali būti naudojamas itin žemos temperatūros (-253 laipsnio) dalims (pvz., itin žemos temperatūros indams).
4. -titano lydinys, prekės ženklas TB2: pagrindiniai šio tipo lydinio legiravimo elementai yra fazės stabilizuojantys elementai, tokie kaip molibdenas, chromas ir vanadis. Normalizavimo ir gesinimo metu lengva išlaikyti aukštos temperatūros fazę iki kambario temperatūros ir gauti stabilesnę fazės struktūrą, todėl ji vadinama -titano lydiniu. -titano lydinys gali būti sustiprintas termiškai apdorojant, turi didelį stiprumą, turi gerą suvirinimo ir slėgio apdorojimo našumą; tačiau jo veikimas nėra pakankamai stabilus, lydymo procesas yra sudėtingas, o jo taikymas nėra toks plačiai paplitęs kaip -titano ir - -titano lydinių. Dalys, kurios gali būti naudojamos žemesnėje nei 350 laipsnių temperatūroje, daugiausia naudojamos įvairiems plokščių štampavimo ir suvirintų dalių gamybai su bendru terminiu apdorojimu (kietas tirpalas, senėjimas); pvz., kompresoriaus mentės, diskai, velenai ir kitos sunkios besisukančios dalys, taip pat orlaivių dalys ir kt. TB2 lydinys paprastai tiekiamas tirpalu apdorotas ir naudojamas po tirpalo sendinimo.
5. Dažniausiai naudojamos markės titano strypai ir titano lydinio titano strypaiyra BT3-1 titano strypai ir Ti-662 titano strypai: šio tipo lydinys kambario temperatūroje pasižymi dviejų fazių struktūra, todėl vadinamas titano lydiniu. Jis pasižymi geromis visapusiškomis mechaninėmis savybėmis ir daugumą jų galima sustiprinti termiškai apdorojant (tačiau Ti-2AL-1.5Mn, Ti-4AL-1.5Mn ir TC7 negalima sustiprinti termiškai apdorojant). Jis pasižymi geromis kalimo, štampavimo ir suvirinimo savybėmis, gali būti apdirbamas, turi didelį stiprumą kambario temperatūroje, o stiprumas yra mažesnis nei 150-500 laipsnis. Atsparumas karščiui, kai kurie (pvz., Ti-2AL-1.5Mn, Ti-4AL-1.5Mn, Ti-5AL-4V , GR5) taip pat turi gerą atsparumą žemoje temperatūroje ir gerą atsparumą jūros vandens korozijai ir karštos druskos korozijai; trūkumas yra tas, kad konstrukcija nėra pakankamai stabili.
GR5 yra plačiausiai naudojamas tokio tipo lydinys, o GR5 titano strypų suvartojimas sudaro maždaug pusę esamos titano lydinio gamybos. Lydinys turi ne tik geras kambario temperatūros, aukštos temperatūros ir žemos temperatūros mechanines savybes, bet ir puikų atsparumą korozijai įvairiose terpėse. Jis taip pat gali būti suvirintas, karštas, šaltas ir termiškai apdorotas, kad sustiprintų; todėl plačiai naudojamas aviacijos erdvėje, laivų statyboje, chemijos pramonėje ir kituose pramonės sektoriuose. Ti-2AL-1.5Mn ir Ti-4AL-1.5Mn gali būti naudojami detalių, suvirintų dalių, štampavimo kaltinių ir lenktų dalių štampavimui, apdirbamoms žemiau 400 laipsnių. Abu lydiniai taip pat naudojami kaip žemos temperatūros konstrukcinės medžiagos. Ti-5AL-4V ir GR5 gali būti naudojamos kaip ilgalaikės darbinės dalys žemiau 400 laipsnių, konstrukciniai moduliai, įvairūs konteineriai, siurbliai, kriogeniniai komponentai, laivo slėgiui atsparūs korpusai, cisternų vikšrai ir kt. , kurių stiprumas didesnis nei Ti-2AL-1.5Mn ir Ti-4AL-1.5Mn. BT3-1 gali būti naudojamas žemesnėje nei 400 laipsnių temperatūroje ir daugiausia naudojamas kaip aviacinių variklių konstrukcinė medžiaga. TC9 gali būti naudojamas gaminant dalis, kurios ilgą laiką veikia žemesnėje nei 560 laipsnių kampu, ir daugiausia naudojama orlaivių reaktyvinių variklių kompresorių diskams ir mentėms.
Ti-662 galima naudoti gaminant dalis, kurios ilgą laiką veikia žemesnėje nei 450 laipsnių temperatūroje, pvz., orlaivio konstrukcines dalis, važiuoklę, korio jungčių dalis, raketų variklių korpusus, ginklo konstrukcines dalis ir kt.
