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工業(yè)純鈦管ta2
氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對(duì)鈦合金有顯著強(qiáng)化效果,但卻使塑性下降。通常規(guī)定鈦中氧和氮的含量分別在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過(guò)多的氫會(huì)產(chǎn)
鈦是同素異構(gòu)體,熔點(diǎn)為1720℃,在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu),稱為α鈦;在882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu),稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn),添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(titanium alloys)。室溫下,鈦合金有三種基體組織,鈦合金也就分為以下三類:α合金,(α β)合金和β合金。中國(guó)分別以TA、TC、TB表示。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過(guò)多的氫會(huì)產(chǎn)鈦是同素異構(gòu)體,熔點(diǎn)為1720℃,在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu),稱為α鈦。
α鈦合金它是α相固溶體組成的單相合金,不論是在一般溫度下還是在較高的實(shí)際應(yīng)用溫度下,均是α相,組織穩(wěn)定,耐磨性高于純鈦,能力強(qiáng)。在500℃~600℃的溫度下,仍保持其強(qiáng)度和抗蠕變性能,但不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化,室溫強(qiáng)度不高。
β鈦合金它是β相固溶體組成的單相合金,未熱處理即具有較高的強(qiáng)度,淬火、時(shí)效后合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化,室溫強(qiáng)度可達(dá)1372~1666MPa;但熱穩(wěn)定性較差,不宜在高溫下使用。
鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小,機(jī)械性能好,韌性和抗蝕性能很好。另外,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難,在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差,生產(chǎn)工藝復(fù)雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開(kāi)始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要,使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長(zhǎng)速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬(wàn)余噸,鈦合號(hào)近30種。隨著溫度的升高,鈦及鈦合金吸收氫、氧、氮的能力也隨之明顯上升,大約在250℃左右鈦開(kāi)始吸收氫,從400℃開(kāi)始吸收氧,從600℃開(kāi)始吸收氮,這些氣體被吸收后,將會(huì)直接引起焊接接頭脆化,影響焊接質(zhì)量的極為重要的因素。使用廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業(yè)純鈦(TA1、TA2和TA3)。
1.氧的影響。焊縫的硬度和抗拉強(qiáng)度明顯增加,焊縫含氧量基本上是隨氣中含氧量增加而直線上升的隨焊縫含氧量上升。而塑性卻顯著降低。為了保證焊接接頭的性能,焊接過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)防焊縫及焊接熱影響區(qū)發(fā)氧化。
2.氫是影響。其主要原因是隨縫含量增加,氫是氣體雜質(zhì)中對(duì)鈦的機(jī)械性能影響嚴(yán)重的因素。焊縫含氫量變化對(duì)焊縫沖擊性能影響為顯著。焊縫中析出的片狀或針狀TiH2增多。TiH2強(qiáng)度很低,故片狀或針狀衛(wèi)HiH2作用例以缺口,合沖擊性能顯著降低;焊縫含氫量變化對(duì)強(qiáng)度的提高及塑性的降低的作用不很時(shí)顯。2.2日本薄壁鈦焊管的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用鈦帶軋制技能的開(kāi)發(fā)成功成為鈦焊管批量出產(chǎn)的根底。