鈦合金材料 鈦合金材料廠家 鈦板材 鈦棒材及管材供應(yīng)加工廠家

1　概述
　　鈦及鈦合金具有密度低、強度高、耐腐蝕和耐壓性好等突出優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、冶金、電力、醫(yī)藥衛(wèi)生和儀器儀表等行業(yè)。為適應(yīng)海洋工程深海容器、船舶等領(lǐng)域需求，在鈦合金閥開發(fā)過程中，用新技術(shù)、新材料和新標準規(guī)范產(chǎn)品設(shè)計，符合國家高新技術(shù)產(chǎn)品政策的要求，是一種新興的，又很有發(fā)展前途的材料應(yīng)用技術(shù)，從而提高了閥門質(zhì)量，改善了產(chǎn)品性能。
　　2　鈦的耐腐蝕性能
　　鈦是一種具有高度化學活性的金屬，對大多數(shù)腐蝕介質(zhì)都呈現(xiàn)出特別優(yōu)異的耐腐蝕性。鈦和氧有很大的親和力，在接觸于大氣或任何含氧介質(zhì)時，其表面立即形成一種堅固而緊密的鈍性氧化薄膜。這種薄膜十分穩(wěn)定，如果產(chǎn)生機械損傷，又會立即重新形成（只要存在一定量的氧）。
　　金屬鈦有幾種特殊的腐蝕形式，如高溫腐蝕、應(yīng)力腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕和腐蝕疲勞等，但鈦應(yīng)用在船舶閥門上主要是電偶腐蝕。
　　電偶腐蝕是當兩種不同的金屬在一電解質(zhì)中構(gòu)成電偶時，作陽極的金屬的腐蝕可以被加速。其腐蝕量取決于材料間的電極電位差，也取決于陽極和陰極的面積比以及兩者的極化特性。鈦與一般材料不同，它在許多介質(zhì)中是鈍態(tài)的，并且顯示出類似于鈍態(tài)18-8不銹鋼的電位。鈦在海水中的電位是 - 0.10V（對飽和電極）。鈦與蒙乃爾合金、哈斯特洛依C、18-8不銹鋼、加Ni的鋁青銅管板接觸時電位差很小，不會產(chǎn)生電偶腐蝕。但同樣在海水中，鈦與鋁、鋅、碳鋼接觸時，鋁、鋅等金屬被腐蝕。然而，它們的腐蝕速度卻比與不銹鋼接觸時所引起的腐蝕小。這些金屬的腐蝕程度隨鈦和接觸鈦的金屬表面積的比例而變化。接觸鈦的金屬和鈦的表面積比為1∶10（即陽極與陰極面積比為1∶10）時，被接觸金屬將很快腐蝕。與此相反，與鈦接觸的金屬和鈦的表面積比為10∶1時，其腐蝕率大大降低。鈦與某些金屬在海水中接觸腐蝕量如圖1。在低濃度還原性酸（如或）也存在類似海水的情況。此外，鈦有強烈的極化傾向，即意味著包含鈦作陰極的電偶，只產(chǎn)生小的電流。由于鈦表面有氧化膜存在，所以，當與其他金屬接觸時，其腐蝕率通常不會增加。因此在船舶用鈦制閥門上的其他材料應(yīng)注意電偶腐蝕的對比。
　
　　3　閥門結(jié)構(gòu)特點
　?。?）鈦合金閥門的閥體流道以減小介質(zhì)對密封面的直接沖刷和由于通道的急劇收縮及擴張而產(chǎn)生渦流區(qū)。
　　（2）鈦材較貴，為經(jīng)濟、合理使用鈦材，在不與腐蝕介質(zhì)接觸的部位，應(yīng)盡量不用鈦制零件。
　?。?）鈦材的力學性能隨溫度而改變，其值較一般碳素鋼或合金鋼大。其強度指標隨溫度上升而下降，如250～300℃時的抗拉強度和屈服強度約為常溫時的50%。因此，即使在設(shè)計溫度不高的情況下，也應(yīng)按設(shè)計溫度下的強度值選取。鈦的屈強比高、強度好，因此，設(shè)計溫度在316℃以下時，決定設(shè)計強度指標的往往是該溫度下的抗拉強度值。工業(yè)純鈦是不能通過熱處理來提高強度指標值的。鈦的熱膨脹系數(shù)小，當鈦和其他材料聯(lián)合使用時，要注意膨脹值差引起的應(yīng)力。
　　（4）工業(yè)純鈦和α-鈦合金壓力加工時的塑性變形范圍小，容易產(chǎn)生破裂。而提高變形速度或降低變形溫度等都可能導致加工中的破裂。因此，不要設(shè)計變形量大的冷加工件。在需要翻邊的地方，彎曲半徑盡量取得大一些。用強度脹連接的管子與管板管孔之間的間隙公差要小，以免鈦管脹裂。

　?。?）選用鈦制螺栓時，必須考慮由于鈦在常溫下也有蠕變現(xiàn)象而產(chǎn)生應(yīng)力松弛問題，不用鈦制螺栓作強制密封的連接件。當因耐腐蝕須用鈦制螺栓時，結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮易于定期擰緊螺栓以保證密封。鈦和不銹鋼一樣，也具有摩擦粘結(jié)和咬合現(xiàn)象。鈦制螺紋易咬合，可使用異種材料或較大間隙的螺紋配合或用適當?shù)臐櫥瑒┙鉀Q。應(yīng)少采用需要攻絲的內(nèi)螺紋，盡量選用帶退刀槽的車制螺紋結(jié)構(gòu)。同樣，通過手輪旋轉(zhuǎn)閥桿控制鈦閥的調(diào)節(jié)及動作，應(yīng)通過材料性能和各個零件的工藝性來保證。

  通過分析了鈦合金材料在海水中的電偶腐蝕特點及其力學性能。提出了鈦合金閥門設(shè)計、制造及使用中應(yīng)注意的問題，隨著科學的發(fā)展，鈦合金材料得到了越來越廣泛地應(yīng)用，其工藝及化學性能也得到了越來越深刻的研究，能滿足在海洋工程及船舶上的應(yīng)用。

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