世界上主要有八個(gè)鈦生產(chǎn)國(guó),按美國(guó)、俄羅斯、日本、中國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利排名。近年來(lái),受包括中國(guó)、日本在內(nèi)的亞洲各國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的拉動(dòng),特別是以中國(guó)為核心的石化、軍工等行業(yè)用鈦量的快速增長(zhǎng),世界鈦材的需求量迅速增加。每年以兩位數(shù)的幅度增長(zhǎng)。美國(guó)是世界上鈦需求量較大的國(guó)家。也是生產(chǎn)大國(guó),2012年產(chǎn)量超過(guò)3.5萬(wàn)噸;俄羅斯鈦材產(chǎn)量居全球第2位,2012年產(chǎn)量在3.0萬(wàn)t左右;中國(guó)鈦金管批發(fā)2012年生產(chǎn)鈦材約2.8萬(wàn)t,且2013年有望突破3.0萬(wàn)t;日本2012年的產(chǎn)量也達(dá)到了1.9萬(wàn)t左右;歐洲近兩年鈦材的產(chǎn)量變化不大。但是,與發(fā)達(dá)國(guó)家在鈦材料深加工和應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)相比,國(guó)內(nèi)鈦材料的發(fā)展相對(duì)廣泛,大部分仍停留在原材料或粗品的加工上。鈦金管批發(fā)生產(chǎn)的少量技術(shù)含量高的成品主要用于軍工產(chǎn)品,由于成本等原因無(wú)法廣泛推廣到民用領(lǐng)域。在國(guó)外,如英國(guó)IMI公司研制的M1834合金、美國(guó)Timet公司研制的Ti-1100鈦合金等鈦合金系列均己成為先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要材料。TIMT公司的ExhaustXT合金、KoBESTEEL公司的Ti-1.2ASN合金以及NIPPONSTEEL公司的TI-lCu-0.5Nb合金等,由于室溫塑性和高溫抗氧化性能較好,已陸續(xù)應(yīng)用于汽車排氣系統(tǒng)。
鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應(yīng)速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開(kāi)始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對(duì)鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對(duì)鈦的溶解使鈦的脆性增強(qiáng),韌性急劇下降。碳通過(guò)間隙固溶于鈦,提高鈦的強(qiáng)度,降低塑性,碳含量超過(guò)溶解度時(shí),會(huì)產(chǎn)生硬脆的TiC,呈網(wǎng)狀分布,容易產(chǎn)生裂紋。此外,鈦的熔點(diǎn)高,比熱及導(dǎo)熱系數(shù)小,冷卻速度慢,焊接熱影響區(qū)在高溫下停留時(shí)間長(zhǎng),高溫極易過(guò)熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來(lái)分析。為了保證焊接接頭的性能,鈦金管批發(fā)應(yīng)控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護(hù)是關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí),鈦金管批發(fā)應(yīng)控制焊接接頭的溫度,避免過(guò)熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發(fā)生反應(yīng),因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應(yīng)很高,一般純度≥99.99%。
鈦管件的特性及優(yōu)勢(shì)有哪些?鈦管件的特性及優(yōu)勢(shì):鈦材料本身具有不透氣、低密度、高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、穩(wěn)定無(wú)毒的特點(diǎn)。鈦金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管件是一種高端金屬管件,其天然材料優(yōu)勢(shì)具有巨大的市場(chǎng)潛力:作為不銹鋼產(chǎn)品的替代品,鈦管件與不銹鋼管件的市場(chǎng)份額仍有巨大差距。近年來(lái),國(guó)家高度重視安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。鈦金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦管件的應(yīng)用可以大大延長(zhǎng)管道維護(hù)周期和管件的使用壽命。雖然鈦管件的早期成本遠(yuǎn)高于不銹鋼,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,鈦管件的應(yīng)用可以節(jié)省維護(hù)、更換和停工的成本,更安全,更符合國(guó)家對(duì)生產(chǎn)安全和環(huán)境保護(hù)的要求。隨著全面開(kāi)放二胎的國(guó)家計(jì)劃生育政策的到來(lái),中國(guó)老齡化社會(huì)對(duì)保健品的需求日益增加,日化、醫(yī)藥、保健品行業(yè)將迎來(lái)紅利期,鈦管配件、管道等產(chǎn)品的供應(yīng)商將從該行業(yè)的增長(zhǎng)中受益。
為了防止鈦合金在超成形中氧化、氫吸收和其他微量元素的污染,需要采取技術(shù)措施使成形的鈦合金部件具有良好的性能。主要措施是涂層保護(hù)、真空加熱和惰性氣體(氬)保護(hù)。涂層保護(hù)法,清洗后,鈦金管批發(fā)在成型毛坯表面涂上一定厚度的保護(hù)涂層,零件脫模后,用堿洗、酸洗或吹砂的方法去除涂層。涂料應(yīng)具備以下主要性能:a、耐高溫,能在750—1050℃高溫下使用;b.應(yīng)具有一定的潤(rùn)滑作用,鈦金管批發(fā)防止毛坯在成型過(guò)程中被擦傷;c、涂層在工作溫度下能牢固附著在坯料表面;d、加熱后易于清除;e、無(wú)有害物質(zhì),不污染環(huán)境,不妨礙人體健康。經(jīng)過(guò)鑒定適于鈦管和鈦合金超塑成形使用的涂料有:Ti—2醇溶性制劑可與Ti—3石墨類潤(rùn)滑劑配合使用,適于在750—1050℃下熱成形使用;KBC—12水溶性制劑,可與石墨水劑配合使用。
其他雜質(zhì)對(duì)焊縫金屬性能的影響,其他雜質(zhì)是指除氣體雜質(zhì)外可能被納入池中的雜質(zhì)。其來(lái)源可能是焊接操作環(huán)境不潔凈,焊工佩戴臟手套接觸油后留下的焊件,鈦金管批發(fā)焊接前用棉紗擦洗接頭可能會(huì)留下棉毛、焊接生產(chǎn)環(huán)境和鋼焊接產(chǎn)生混合的銹、濕等有機(jī)物質(zhì)。這些污染物在電弧高溫下分解氧、氫、氮、碳等要素,溶解在溶解的鈦中。當(dāng)這些元素的數(shù)量超過(guò)鈦溶解度時(shí),會(huì)形成二氧化鈦、氫化鈦、氮化鈦、碳化鈦等化合物。鈦金管批發(fā)通過(guò)熔池結(jié)晶,這些化合物進(jìn)入鈦的晶格內(nèi),形成變形的外區(qū),從而改變鈦的力學(xué)性能。少量的微量元素被納入鈦中,如果不超過(guò)允許的范圍仍有可能,有時(shí)人們希望。但不允許雜質(zhì)元素含量超標(biāo),尤其是有機(jī)雜質(zhì),有害無(wú)益。這是因?yàn)檫@些雜質(zhì)元素使鈦焊縫的力學(xué)性能變差,耐蝕性降低,也是冷風(fēng)氣孔的根源。
鈦金管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是活性很高的金屬,其活性隨著溫度的升高而提高。鈦及其合金在空氣或含氧氣氛中受熱時(shí)與氧氣一起作用。當(dāng)加熱到428℃以下時(shí),形成保護(hù)性氧化膜。當(dāng)溫度升高時(shí),氧化膜的厚度增加。當(dāng)溫度高于538℃時(shí),氧化膜開(kāi)始失去保護(hù)作用,氧氣通過(guò)膜擴(kuò)散到金屬中,形成明顯的氣體滲透層。如果高于815c,鈦表面形成一個(gè)松散的氧化層。當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持高速健康發(fā)展,為我國(guó)鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的市場(chǎng)環(huán)境。我國(guó)化工、電力、海洋開(kāi)發(fā)、汽車工業(yè)、生物工程用鈦發(fā)展迅速。特別是中國(guó)新推出的大型飛機(jī)項(xiàng)目,極大地拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)鈦的需求,成為國(guó)內(nèi)鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。這是國(guó)內(nèi)鈦合金生產(chǎn)企業(yè)的巨大發(fā)展機(jī)遇,也是國(guó)內(nèi)鈦合金行業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),要求鈦合金企業(yè)提高產(chǎn)品技術(shù)含量,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高鈦金管批發(fā)的管理水平。相信中國(guó)的鈦工業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的追趕后,能在全球鈦工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。