鈦焊管、鈦合金管等鈦合金材料在有色冶金中有哪些應(yīng)用?鈦及鈦合金產(chǎn)品具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐高溫性和高壓性。因此,在有色金屬和稀有金屬的生產(chǎn)中,各種品牌的鈦合金在多種腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性要比不銹鋼好得多。鈦在有色冶金生產(chǎn)中,首先提高了勞動生產(chǎn)率,大大改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,改善勞動條件,很大程度地實現(xiàn)鈦螺旋管批發(fā)機(jī)械化和自動化。鈦是以軋制零件的形式在工業(yè)上使用,軋制零件生產(chǎn)的產(chǎn)品可以滿足大型規(guī)格和重要設(shè)備的要求。鈦零件以鑄件(設(shè)備、泵等)的形式高效制造。)和金屬陶瓷零件。比如工業(yè)上用鈦合金泵代替鑄鐵泵和耐酸鋼制成的泵輸送鉀鎂(含弱鹽酸)的鹽酸溶液,使用壽命提高15-20倍,輸送液體時損耗降低2/5。比如在鎂的生產(chǎn)冶煉中,鈦螺旋管批發(fā)使用的是鈦合金管廠家制造的洗滌器回流噴霧器、鈦泵、鈦管道系統(tǒng)、通風(fēng)器、鈦三通、鈦節(jié)流閥、鈦減速機(jī)、鈦循環(huán)水箱。他們是具備各種各樣侵蝕性介質(zhì)的煉制設(shè)備,耐腐蝕合金是提高設(shè)備壽命和改善產(chǎn)品質(zhì)量的有效方法。
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。鈦螺旋管批發(fā)有時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。一個對比實驗證明了這一點。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鈦焊縫中存在的氣孔既多又大,鈦螺旋管批發(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)。
當(dāng)鈦管中氫含量過高時,鈦螺旋管批發(fā)由于鈦管的脆性,沖擊韌性和缺口拉伸強(qiáng)度會急劇下降,因此鈦管中氫含量不應(yīng)超過0.015%。為了減少氫吸收量,零件在熱處理前必須去除指紋、軋制廠的印記、油脂等殘留物,熱處理爐內(nèi)的氣氛中沒有水蒸氣。如果鈦管的氫含量超過允許值,必須通過真空退火去除。去氫的真空退火一般是在538—760℃,低于0.066Pa的壓力下保持2—4小時。當(dāng)溫度不超過540℃時,鈦管表面的氧化膜不會顯著增厚,而在較高的熱處理溫度(超過760℃)時,氧化速度會迅速加快,同時氧氣向材料內(nèi)部擴(kuò)展,形成擴(kuò)散層-污染層。氧污染層脆化率高,導(dǎo)致零件表面出現(xiàn)裂紋和損傷。有機(jī)械加工方法(如噴砂、房屋切割等。)或化學(xué)方法如酸洗和化學(xué)研磨以去除氧污染層。熱處理時,應(yīng)在保證隕石熱處理的前提下,鈦螺旋管批發(fā)盡可能縮短加熱時間,也可在真空爐或有惰性氣體(氬氣、氮?dú)獾?的加熱爐中進(jìn)行。)。適當(dāng)應(yīng)用還可以避免或減少在空氣爐中加熱鈦管零件造成的污染。
焊縫金屬和接頭熱影響區(qū)的組織變化,鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的鈦是有同素異形體轉(zhuǎn)變的金屬。在886°C時開始發(fā)生組織的固態(tài)轉(zhuǎn)變。886°C一下晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu),成為α鈦;高于886°C時α結(jié)構(gòu)的鈦轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)的β鈦。這個轉(zhuǎn)變過程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個瞬間長短差異對熔池的結(jié)晶形式有影響,瞬間越長越有利于柱狀晶生長。鈦螺旋管批發(fā)由于鈦具有熔點高(1668°C)、熱容量大和導(dǎo)熱性能差等特性,所以焊接時焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強(qiáng)制冷卻的好壞影響,寒風(fēng)處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長,為熔池結(jié)晶柱狀晶體生長和接頭熱影響區(qū)的擴(kuò)大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強(qiáng)度端口通常出現(xiàn)在焊縫的熱影響區(qū)。為了減少這種不利影響,鈦焊接時應(yīng)采用軟焊接規(guī)范,即應(yīng)使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
一、偏析型缺陷,除β偏析、β斑、富鈦偏析和條狀α偏析外,較危險的是間隙型α穩(wěn)定偏析(I型α偏析),鈦螺旋管批發(fā)的產(chǎn)品其周圍常伴有細(xì)孔、裂紋,含氧、氮等氣體,脆性較大。富鋁型α穩(wěn)定偏析(II型α偏析)也伴有裂紋和脆性,構(gòu)成危險缺陷。二、夾雜物是由高熔點和高密度金屬夾雜物引起的缺陷,鈦螺旋管批發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品是由鈦合金成分中的高熔點、高密度元素熔化不充分而留在基體中(如鉬夾雜物)形成的,也有冶煉原料(特別是回收料)中混入的硬質(zhì)合金工具碎片或電極焊接工藝不當(dāng)(鈦合金冶煉一般采用真空自耗電極重熔法),如鎢極電弧焊,留下鎢夾雜物、鈦夾雜物等高密度夾雜物。夾雜物的存在很容易導(dǎo)致裂紋的發(fā)生和擴(kuò)展,因此不存在缺陷(例如,在蘇聯(lián)1977年的數(shù)據(jù)中,為了對鈦合金進(jìn)行X射線檢測,必須記錄直徑為0.3-0.5mm的高密度夾雜物)。三、殘余縮孔引起的缺陷,見實例。四、孔洞,孔不一定是單一的,也可能是多個密集的,這將加速低周疲勞裂紋的擴(kuò)展速度,導(dǎo)致提前疲勞破壞。五、裂紋主要指鍛造裂紋。鈦基體的粘度大,流動性差,導(dǎo)熱性差,因此在鍛造變形過程中,由于表面摩擦力大,內(nèi)部變形不均勻明顯,內(nèi)外溫差大等原因,容易在鍛件內(nèi)部產(chǎn)生剪切帶(應(yīng)變線),嚴(yán)重時會引起裂紋,其取向通常是沿著較大變形應(yīng)力方向。六、過熱引起的缺陷鈦合金的導(dǎo)熱性較差,除了鍛造或原材料加熱不當(dāng)外,由于鍛造過程中變形的熱效應(yīng),容易引起過熱。
鈦管的用途:鈦管通常用于不同的應(yīng)用,鈦螺旋管批發(fā)因為大多數(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)。鈦螺旋管批發(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。化工行業(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,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。