钛合金棒 工业纯钛棒和钛合金棒材料的几种常见的应用介绍

工业纯钛棒和钛合金棒材料的几种常见应用介绍

钛及钛合金具有良好的焊接、冷热压制和加工性能，可加工成各种钛型材、钛棒、钛板和钛管。

钛是理想的结构材料，密度只有4.5g/m3，比钢轻43%，但强度是铁的两倍，比纯铝几乎高5倍。具有低密度和高强度性能。这种高强度和低密度的结合使钛棒在技术上发挥了重要作用。同时，钛合金棒材的耐腐蚀性能接近或超过不锈钢，因此在石油、化工、农药、染料、造纸、轻工、航空空、航天开发、海洋工程等领域得到了广泛应用。

钛合金具有较高的比强度(强度密度比)，钛合金棒材和纯钛棒材在航空空、军工、造船、化工、冶金、机械、医疗等领域发挥了不可替代的作用。例如，由钛、铝、铬、钒、钼、锰等元素组成的合金，经热处理后，其强度极限为1176.8-1471兆帕，比强度为27-33。同强度合金钢的比强度只有15.5-19。钛合金具有高强度和耐腐蚀性，因此广泛应用于造船、化工机械和医疗设备。其中，耐腐蚀钛合金主要用于各种反应器、塔、高压釜、换热器、泵、阀门、离心机、管道、管件、电解槽等。然而，钛合金的高价格限制了其应用。

不同钛合金的应用

1.碘法钛，品牌TAD:是碘化法得到的高纯钛，所以叫碘法钛，或化学纯钛。但仍有氧、氮、碳等间隙杂质，对纯钛的力学性能影响很大。随着钛纯度的提高，钛的强度和硬度明显降低。因此，它的特点是化学稳定性好，但强度低。

由于强度低，高纯钛作为结构材料的意义不大，因此在工业上很少使用。目前工业上广泛使用的是工业纯钛棒和钛合金棒。

2.工业纯钛:与化学纯钛不同，工业纯钛含有大量的氧、氮、碳等多种杂质元素(如铁、硅等)。)，本质上是低合金含量的钛合金。与化学纯钛相比，由于含有更多的杂质元素，其强度大大提高，力学和化学性能与不锈钢相似(但强度仍低于钛合金)。

工业纯钛的特点是强度低、塑性好、易加工、易冲压、易焊接、可加工性好；它在大气、海水、湿氯和氧化性、中性和弱还原性介质中具有良好的耐腐蚀性，其抗氧化性优于大多数奥氏体不锈钢。但耐热性差，使用温度不宜过高。

工业纯钛根据其杂质含量可分为三个等级:TA1、TA2和TA3。这三种工业纯钛的间隙杂质元素逐渐增加，因此其机械强度和硬度也逐步增加，但塑性和韧性相应降低。

TA2是工业上常用的工业纯钛，具有中等的耐腐蚀性和综合力学性能。当对耐磨性和强度要求高时，可以选择TA3。当需要更好的成形性时，可以选择TA1。

工业纯钛主要用于350℃以下低应力的冲压件、耐腐蚀结构件，如飞机机架、蒙皮、发动机附件等；船舶用耐海水腐蚀的管道、阀门、泵、水翼和海水淡化系统部件；化学热交换器、泵、蒸馏塔、冷却器、搅拌器、三通、叶轮、紧固件、离子泵、压缩机气阀、柴油机活塞、连杆和板簧等。

3.α型钛合金，牌号为TA4钛棒、TA5钛棒、TA6钛棒、TA7钛棒:这类合金在室温和使用温度下呈α型单相状态，不能通过热处理进行强化(退火是唯一的热处理形式)，主要依靠固溶强化。室温强度一般低于β和α+β钛合金(但高于工业纯钛)，而高温(500-600℃)强度和蠕变强度是三种钛合金中最高的。且结构稳定，抗氧化和焊接性能好，耐腐蚀性和可加工性也很好，但塑性低(热塑性仍好)，室温冲压性能差。其中TA7是应用最广泛的一种，具有中高强度，足够的塑性，退火状态下焊接性好，500℃以下即可使用。当间隙杂质元素(氧、氢、氮等)的含量)极低，在超低温下也具有良好的韧性和综合力学性能，是优良的超低温合金之一。

TA4的抗拉强度略高于工业纯钛，可作为中等强度范围的结构材料。国内主要用作焊丝。

TA5和TA6用于在400℃以下腐蚀介质中工作的零件和焊件，如飞机蒙皮、骨架零件、压缩机壳体、叶片、船舶零件等。

TA7用于500℃以下长时间工作的结构件和各种成型件，可短时间使用，最高可达900℃。也可用于超低温(-253℃)零件(如超低温容器)。

4.β型钛合金，品牌TB2:该型合金的主要合金元素为钼、铬、钒等β相稳定元素。正火和淬火时容易将高温β相保持在室温，获得相对稳定的β相结构，因此被称为β型钛合金。

β型钛合金可通过热处理进行强化，具有高强度、良好的焊接性和冲压加工性；但其性能不稳定，熔化过程复杂，因此没有广泛用作α型和α+β型钛合金。

可用于350℃以下工作的零件，主要用于制造各种整体热处理(固溶和时效)的板材冲压件和焊接件；例如压缩机叶片、圆盘、轴和其他重型旋转部件和飞机部件。TB2合金一般以固溶处理状态交付，固溶时效后使用。

5.常用的α+β钛棒和钛合金钛棒品牌有TC6钛棒、TC9钛棒和TC10钛棒:这些合金在室温下呈α+β两相结构，故名α+β钛合金。具有良好的综合力学性能，大部分可以通过热处理进行强化(但TC1、TC2、TC7不能通过热处理进行强化)。它具有良好的锻造、冲压和焊接性能、可加工性、高室温强度、150-500℃以下的高耐热性，一些(如TC1、TC2、TC3和TC4)还具有良好的低温韧性、耐海水应力腐蚀和耐热盐性。缺点是组织不够稳定。

TC4是应用最广泛的合金，TC4钛棒的用量约占现有钛合金产量的一半。该合金不仅在室温、高温和低温下具有良好的力学性能，而且在各种介质中具有优异的耐蚀性，可以焊接、冷热成型，并通过热处理进行强化；因此，它已广泛应用于航空航天、船舶和化工行业。

TC1和TC2可用于400℃以下的冲压件、焊件、模锻件和各种弯曲加工零件。这两种合金也可以用作低温结构材料。

TC3和TC4可用作400℃以下的长期工作部件、结构模块、各种容器、泵、低温部件、船舶耐压壳、坦克履带等。强度高于TC1和TC2。

TC6可在400℃以下使用，主要用作飞机发动机的结构材料。TC9可用于制造长期在560℃下工作的零件，主要用于飞机喷气发动机的压气机盘和叶片。

TC10可用于制造在450℃下长期工作的零件，如飞机结构件、起落架、蜂窝连接部件、导弹发动机外壳、武器结构件等。

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