鈦及鈦合金由于具有比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕及無磁性等優(yōu)異性能,被譽(yù)為“太空金屬”、“海洋金屬”,廣泛應(yīng)用于航空航天、化工、石油、冶金、電力及船舶等領(lǐng)域。自20世紀(jì)50年代以來,鈦已成為飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料,成為高性能航空發(fā)動機(jī)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)輪和葉片選用的材料之一。隨著航天工業(yè)的發(fā)展,鈦合金工業(yè)作為一個起步較晚的新興產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展,特別是近年來,國際鈦合金的產(chǎn)量和市場需求經(jīng)歷了高速發(fā)展期,鈦的產(chǎn)量在過去四年中翻了一番。鈦冷卻器(TitaniumCondenser),為制冷系統(tǒng)的機(jī)件,屬于鈦換熱器的一種,能把氣體或蒸氣轉(zhuǎn)變成液體,鈦合金管批發(fā)將鈦管中的熱量,以很快的方式,傳到鈦管附近的空氣中。冷卻器工作過程是一個熱釋放過程,因此冷卻器溫度較高。發(fā)電廠必須用很多冷卻器冷凝渦輪排出的蒸汽。在冷凍廠中用冷卻器來冷凝氨和氟利昂之類的制冷蒸氣。石油化學(xué)工業(yè)中用冷卻器使烴類及其他化學(xué)蒸氣冷凝。在蒸餾過程中,鈦合金管批發(fā)將蒸汽轉(zhuǎn)化為液體的裝置也稱為冷凝器。所有冷卻器都是帶走氣體或蒸汽的熱量運(yùn)行。
鈦盤管中鈦的10個性能:1.密度小,比強(qiáng)度高,鈦的密度為4.51g/cm3,高于鋁,低于鋼、銅、鎳。2.耐腐蝕性能,鈦是一種很活躍的金屬。其平衡電位很低,在介質(zhì)中熱腐蝕傾向很高。但實(shí)際上鈦是非常穩(wěn)定的,在氧化、中性、弱還原等各種介質(zhì)中都具有耐腐蝕性。由于鈦與氧具有很強(qiáng)的密和力,在含氧空氣或含氧介質(zhì)中,鈦表面形成致密、強(qiáng)粘連的惰性氧化膜,可防止基體腐蝕。即使是機(jī)械磨損,也可以自我恢復(fù)或恢復(fù)。結(jié)果表明,鈦是一種具有較強(qiáng)鈍化傾向的金屬,中溫低于315c的氧化鈦薄膜保持了這一特性。為了提高鈦的耐腐蝕性研究了鈦的氧化、電鍍、等離子噴涂、離子滲氮、離子注入和激光處理等表面處理技術(shù)。鈦合金管批發(fā)為了滿足硫酸、鹽酸、甲胺溶液、高溫濕氯和高溫氯化物等金屬材料的使用要求,研制開發(fā)了一系列抗腐蝕鈦合金,如鈦鉬合金、鈦鈀和鈦鉬鎳合金。鈦鑄件由鈦32鉬合金制成。在經(jīng)常發(fā)生縫隙腐蝕或點(diǎn)蝕的環(huán)境中局部使用Ti-0.3Mo-0.8Ni合金或Ti-0.2Pd合金,取得了良好的效果。3.耐熱性能好,新型鈦合金可在600℃或高溫下長期使用。4.耐低溫性能好,鈦合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5Mo等為代表的低溫鈦合金,其強(qiáng)度隨溫度的減低而上升,但塑性變化卻不大。在-196-253℃的低溫下保持良好的延展性和韌性,避免金屬的冷脆性,是低溫容器、儲罐等設(shè)備的理想材料。5.抗阻尼性能好,與鋼和銅相比,鈦在受到機(jī)械振動和電振動后具有更長的振動衰減時(shí)間。利用鈦的這一性能可作音叉、學(xué)術(shù)上的粉碎機(jī)振動元件和音響揚(yáng)聲器的振動薄膜等。6.無磁性、無污質(zhì),鈦是一種非磁性金屬,在大磁場中不被磁化。無污染,與人體組織和血液相容性好,被學(xué)術(shù)界使用。7.抗拉強(qiáng)度與其屈服強(qiáng)度接近,這種性質(zhì)表明,鈦金屬的屈服強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度)比很高,說明成形過程中鈦金屬的塑性變形很差。由于鈦的屈服度與彈性模量比值大,使鈦在成形過程中的回彈性變大。8.換熱性能好,雖然鈦金屬的導(dǎo)熱系數(shù)低于碳鋼和銅,但由于鈦合金管批發(fā)產(chǎn)品的優(yōu)異的耐腐蝕性,其壁厚可以大大降低,表面與蒸汽之間的傳熱是凝結(jié)的,如果在表面冷卻,就可以降低熱群。由于表面沒有結(jié)垢,鈦的傳熱性能可以明顯提高。9.彈性模量低,鈦的彈性模量在常溫時(shí)為106.4GMPa,為鋼的57%。10.吸氣性能,鈦是一種在高溫下與許多元素和化合物反應(yīng)的一種。鈦吸氣主要是指與碳,氫,氮,氧在高溫下反應(yīng)。
鈦管的用途:鈦管通常用于不同的應(yīng)用,鈦合金管批發(fā)因?yàn)榇蠖鄶?shù)不銹鋼和其他材料在不同的情況下是低效的。鈦管是最常見的鈦軋機(jī)產(chǎn)品之一,因其耐腐蝕性和強(qiáng)度重量比而被用于無數(shù)產(chǎn)品中。鈦及其合金不斷發(fā)展,以有效地應(yīng)對各種行業(yè)的挑戰(zhàn),從中需要鈦的新特性以獲得生產(chǎn)率并能夠滿足聯(lián)邦法規(guī)。鈦合金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管一些常見用途如下:航空航天,鈦用于機(jī)身和航天發(fā)動機(jī)部件。鈦管即使沒有蠕變也能夠處理高溫。由于該管對疲勞和裂紋生長具有優(yōu)異的耐受性,因其高強(qiáng)度-密度比而被認(rèn)可。電力行業(yè)的應(yīng)用,發(fā)電-在高溫水和蒸汽環(huán)境中,鈦管發(fā)揮著重要作用。2級鈦已用于不同的發(fā)電廠,以處理與鍋爐摩擦和冷凝器故障相關(guān)的問題?;ば袠I(yè)的應(yīng)用,化工處理-高腐蝕環(huán)境,如需求管道系統(tǒng),化工加工工業(yè),熱交換器和其他能處理重負(fù)荷的系統(tǒng)的一般環(huán)境。通過鈦的優(yōu)異耐腐蝕性,它很有可能在極端環(huán)境中長時(shí)間有效地承受高應(yīng)力。石油天然氣行業(yè),油氣-高溫、高壓或高壓、高溫應(yīng)用,如油氣井應(yīng)用,需要可連續(xù)使用的管道。石油和天然氣工業(yè)通常需要鈦的高耐腐蝕性,特別是在上部,海底和井下等區(qū)域。鈦合金被認(rèn)為是9種地殼中較豐富的元素,同時(shí)也是7種最豐富的金屬。合金鈦管和釩鋁混合可以提高鈦的強(qiáng)度,同時(shí)保持其重量優(yōu)于鋼。鈦可以很容易地工作。它具有剛度、強(qiáng)度、韌性、理想的高性能金屬管和高熔點(diǎn),有可能鼓勵行業(yè)使用鈦管和鈦管。它可用于飛機(jī)液壓系統(tǒng)、醫(yī)用植入物、液壓系統(tǒng)、水下設(shè)備、海上鉆井平臺部件以及化學(xué)和海上加工廠。
什么是鈦焊縫中常見且不可避免的缺陷?氣孔是鈦焊縫中常見且不可避免的缺陷。氣孔是鈦材焊接中常見的工藝缺陷。氣孔生成的機(jī)制是:焊接過程中融入液態(tài)金屬的氣體經(jīng)過擴(kuò)散、脫溶、成核、長大等過程而形成氣泡。由于熔池的凝固結(jié)晶速度很快,長大的氣泡來不及逸出液態(tài)金屬時(shí)就以氣孔的形式殘留在固態(tài)金屬中。釀成氣孔的氫氣和一氧化碳等氣體主要由有機(jī)物的污染物晶電弧熱作用產(chǎn)生的。鈦合金管批發(fā)有時(shí)焊接前對焊件和焊材做了充分清潔、清洗、清漆保護(hù)的效果也理想,但寒風(fēng)中仍然有氣孔。這表明重要的污染源并沒有完全清除。實(shí)踐證明,有一個重要的氣源往往被忽略,那就是空氣中的水分。一個對比實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。在兩種不通空氣濕度的環(huán)境中焊接:一種情況是在陰雨天氣環(huán)境中,相對濕度在90%以上焊接,另一種是在陽光明媚晴朗天氣環(huán)境中,濕度小于40%焊接。其他焊前清洗、清洗和焊接操作是一樣的。陰雨天空氣濕度較大時(shí)鈦焊縫中存在的氣孔既多又大,鈦合金管批發(fā)在空氣濕度較小的情況下的焊縫中沒有見到氣孔。這也表明氣孔的產(chǎn)生與空氣濕度有關(guān)。