Även om titan och dess legeringar har fördelarna med hög specifik hållfasthet, bra prestanda vid hög och låg temperatur, korrosionsbeständighet, etc.; om de inte används korrekt, misslyckas med att använda sina styrkor och undviker sina svagheter, kommer de fortfarande att misslyckas med att uppnå de förväntade resultaten, men istället kommer de att orsaka onödiga förluster. Hur använder man titan på rätt sätt? Vid val av titanmaterial bör noggrant övervägas under kategorin av frågor:
1. Korrosiv miljö Industriell ren titan och andra titanlegeringar i den neutrala, oxidativa miljön har utmärkt korrosionsbeständighet. I en svag reducerande miljö upprätthålls också ett passivt tillstånd. Korroderad i starkt reducerande syror; men god korrosionsbeständighet i reducerande miljöer som samexisterar med korrosionsförebyggande medel, även för aqua regia. Det är korrosionsbeständigt i korrosiva miljöer som högtemperatursalter, våt klorgas, salpetersyra och olika blekmedel. Titan är passivt som en anod under flera volt, så det används vid anodbehandling, elektrolys och galvanisering. Det producerar inte grop- och spaltkorrosion i havsvatten. Den har större motståndskraft mot spänningskorrosionsbrott, kontaktkorrosion och nötning. Har god korrosionsbeständighet mot organiska syror förutom myrsyra (icke ventilerad) etc. Svetsning minskar knappast korrosionsbeständigheten hos titan. Även om titan har utmärkt korrosionsbeständighet i ovanstående korrosiva media; men i valet av titan som ett korrosionsbeständigt material, måste du fortfarande vara uppmärksam på följande punkter:
(1) industriell ren titan i den statiska hög temperatur, hög löslighet av salpetersyralösning i korrosionsbeständigheten är bättre; men i flödet av salpetersyra lösning beror ofta på bristen på korrosionsinhibering roll fyrvärda titanjoner och korrosion. Därför bör titan användas i denna miljö bör väljas Ti-5Ta-legering.
(2) titan i havsvatten och kloridlösning förekommer inte gropbildning; men i att innehålla magnesiumklorid, aluminiumklorid, kopparklorid, zinkklorid och kalciumklorid kokande lösning. Industriell rent titan i temperaturen högre än 90 graders havsvatten finns det risk för spaltkorrosion, så i denna miljö är det rekommenderade valet av Ti-0.2Pb-legering.
(3) industriellt rent titan i kolväten som innehåller klor, fluorkolväten korroderar inte. Men i fallet med vatten, hydrolys och saltsyra och fluorvätesyra, titan korrosion. När kolväten sönderfaller vid höga temperaturer och producerar väte, kan titan absorbera väte och ge väteförsprödning.
(4) Titan är inte utsatt för korrosion av fuktig klorgas (som innehåller mer än 1 % vatten) och gaser som svaveldioxid, koldioxid, vätesulfid, etc.; den lider dock av korrosion i torr klorgas; och det orsakar brand och självantändning. I temperaturintervallet -253 ~ 93 grader är titankorrosionsbeständigheten mot väte och kväveperoxid utmärkt; men i det gasformiga syre, flytande syre och visst högt partialtryck av syre i vattenlösning, kan också orsaka titanbrand spontan förbränning. Försiktighet måste iakttas när du använder titan i denna miljö.
(5) industriellt rent titan förekommer i allmänhet inte spänningskorrosionsbrott; men innehåller spår av saltsyra i metanol, etanolbaserade organiska lösningsmedel och i rykande salpetersyra är benägen att spänningskorrosionsbrott eller självantändning.
(6) titan och lägre potential metall kontakt, låg potential metall korrosion. Graden av korrosion beror på andelen av metallens yta i kontakt med titan.
(7) Även om titan också har god korrosionsbeständighet för alkalier med ett pH-värde högre än 9; dock används titan endast i lut vid låga temperaturer på grund av tendensen till väteförsprödning vid högre temperaturer. När luten innehåller fritt klor förbättras korrosionsbeständigheten hos titan mot lut. Omvänt, när luten innehåller syre och ammoniak, förvärras lutkorrosionen av titan.
2. Titans kemiska, fysikaliska och mekaniska egenskaper hos egenskaperna
Titan och titanlegeringar och andra metaller, som i kemiska, fysikaliska och mekaniska egenskaper med sina egna egenskaper. Vissa egenskaper skiljer sig från kolstål, rostfritt stål och andra järnmetaller; skiljer sig också från vanliga icke-järnmetaller - aluminium, bly och så vidare. Därför måste du vid användning av titan vara uppmärksam på följande egenskaper:
(1) Titan är en kemiskt mycket aktiv metall, kan vid högre temperaturer reagera med många grundämnen och föreningar, särskilt med kväve, syre, väte och andra gaser i luften, vilket gör titans prestanda sämre. Detta är ett problem som måste övervägas noggrant vid smältning, bearbetning, tillverkning och användning av titan.
(2) Den linjära expansionskoefficienten för titan är ungefär två tredjedelar av kolstål; motsvarande hälften av rostfritt stål. När du använder titan för att tillverka kolstål eller behållarfoder av rostfritt stål; eller använd titan för att tillverka skal och rör värmeväxlarrör, medan skalet med kolstål eller rostfritt stål tillverkning, för att seriöst överväga utrustningen i processen med stigande och fallande temperaturer, foder och rör för att motstå den termiska stressen.
(3) Termisk ledningsförmåga hos titan är 4,5 gånger mindre än för kolstål och något lägre än för rostfritt stål. Därför titan utrustning som används vid höga temperaturer, i skalväggen är lätt att bilda en hög temperaturgradient, vilket resulterar i större termisk stress eller termisk utmattning stress. Denna nackdel kompenseras emellertid av dess lägre linjära expansionskoefficient. Därför, även om koefficienten för termisk konduktivitet för titan är låg; det påverkar inte värmeöverföringens effektivitet. Detta beror på att titan har en bättre anti-föroreningsförmåga; inte gas är filmkondensation och droppkondensation; kan motstå högre flödeshastighet av skurkorrosion, kan göra utrustningens vägg eller rörvägg att göra mycket tunna höghållfasta och andra egenskaper. Därför har titan bättre värmeöverföringsprestanda.
(4) Titan har en hög smältpunkt, vanligtvis 1668 ± 4 grader. Cirka 130 grader högre än kolstål, än rostfritt stål ungefär 243 grader. Tillsammans med dess låga värmeledningsförmåga. Därför är svetsmetallen i högtemperaturzonen av uppehållstiden något längre, det är lämpligt att orsaka grov korn, minskning av plasticitet och svetsning är lätt att producera stor restspänning. Detta är i utformningen av den svetsade strukturen måste noggrant övervägas.
(5) Titan har dålig elektrisk ledningsförmåga. Om ledningsförmågan hos koppar är 100%, är titan endast 3,1%. Men det är nära konduktiviteten hos rostfritt stål. Detta är i utformningen av titanelektroder måste beaktas.
(6) Titan har en låg elasticitetsmodul, ungefär hälften av kolstål eller rostfritt stål. Därför bör särskild uppmärksamhet ägnas åt utformningen av böjningsbeständiga komponenter.
(7) titan har en betydande rebound egenskaper, dess rebound kapacitet är rostfritt stål kallformning 2 till 3 gånger. Detta beror på sträckgränsen för titan och elasticitetsmodulförhållandet för stor och sträckgränsförhållandet är också större, så att det blir en stor spänning inuti delen vid formning. Så titanutrustning är i allmänhet inte lämplig för kallstämplingsprocess; och behöver använda varmformning eller kallstämpling varm ortopedisk process.
(8) titan och rostfritt stål, lätt att fästa. Därför är det inte lätt att göra friktionsbärande arbetsstycken för titan utan särskild behandling; annars kommer de snabbt att skrotas på grund av nötning eller ocklusion. I måste använda titan som ett rörligt element, måste välja kan göra titan bära friktionsmaterial (som plast) gjorda av friktion understycke; eller ythärdningsbehandling; eller använd olika kvaliteter av titanlegering gjord av friktionssub. I spiralen ska friktionsskruvstycket användas i spiralpassningen med ett stort mellanrum eller smörjmedel.
(9) Draghållfastheten hos titan minskar när temperaturen ökar. När temperaturen når 250 grader är dess draghållfasthet bara hälften av rumstemperaturen. Och dragkurvan för titan har ingen fysisk avkastningsgräns, bara den villkorade avkastningsgränsen. Därför, vid beräkning av styrkan hos titanutrustning, måste hållfasthetsgränsen vid designtemperaturen väljas.
(10) titan krypmotstånd är dåligt, inte bara vid höga temperaturer, även vid rumstemperatur uppstår krypbeteende. Dess krypgräns vanligtvis först med temperaturen ökar och minskar; men till 120 grader började krypgränsen att öka igen, i 200 grader när maxvärdet. Därefter fortsätter krypgränsen att öka med temperaturen och minska. Vanligtvis i temperaturintervallet 200 ~ 300 grader för att följa en stabil krypegenskaper. Därför, vid beräkning av styrkan hos titanutrustning, behöver inte bara beräknas enligt hållfasthetsgränsen vid designtemperaturen; men behöver också kalibreras enligt krypgränsen.
(11) Plasticiteten hos rent industriellt titan har ett speciellt samband med temperatur. Från rumstemperatur till 200 grader ökar den relativa töjningen av titan. I den fortsatta temperaturen börjar den sjunka. Den relativa töjningen når ett minimum vid 450~500 grader och stiger sedan avsevärt. Därför är det bäst att använda temperaturen inte överstiger 350 grader .
(12) Slaghållfastheten hos rent titan för hushållsindustrin är låg, varav en del är endast 8,0 kg-m/cm2 vid rumstemperatur. men ökar med stigande temperatur. När temperaturen överstiger 200 grader ökar slaghållfastheten snabbt. Med 550 grader kan slaghållfastheten nå cirka 18 kg-m/cm2. Och dess slagvärde minskar med ökningen av föroreningshalten. Därför, vid design av titanutrustning, bör spänningskoncentration undvikas så mycket som möjligt för att förhindra överdriven lokal toppspänning.
(13) Hårdheten och styrkan hos titan ökar med graden av kall deformation. Såsom kall deformationsgrad på 80% av provets hållfasthetsgräns än det fullständigt glödgade provet 1 gånger större. När graden av kall deformation ökar, minskar värdet av förlängning snabbt. När graden av kall deformation överstiger 50 %, sjunker töjningen till 10 % och fortsätter sedan inte att minska. Dessutom är de mekaniska egenskaperna hos titan relaterade till deformationshastigheten. När sträckningshastigheten ökas från 0,01 minuter till 1,5 minuter, ökas dess hållfasthetsgräns från 36,5 kg-kraft/mm2 till 42,5 kg-kraft/mm2; töjningshastigheten minskar avsevärt och stiger sedan igen. Därför, när titan kallstämplas, bör graden av deformation och deformationshastighet kontrolleras strikt.
(14) Titan har utmärkt utmattningsbeständighet; den är dock mer känslig för hack. I det roterande bockningsexperimentet är förhållandet mellan dess utmattningshållfasthet och draghållfasthet cirka 60 procent; medan det allmänna kolstålet endast är cirka 45 procent av draghållfastheten. Ytfinish har också stor effekt på utmattningshållfastheten. Teststänger med högpolerade ytor har högre utmattningshållfasthet än de med bearbetade ytor. Därför bör strukturella diskontinuiteter undvikas vid design av titanutrustning och svetsar ska vara så jämna som möjligt.
15) Titan kan inte smältsvetsas med andra metaller. Detta beror på att smältpunkten för titan är högre än andra metaller; och har bildat en spröd intermetallisk förening, vilket orsakar svetsförsprödning. Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt utformningen av korsningen när fartyget delvis beläggs. Limning, lödning, explosiv svetsning och bultning kan användas när anslutningar med andra metaller krävs.
16) Utformningen av svetsfogar för titanutrustning liknar formen av fogar som används för andra metaller; dock på grund av den större flytbarheten hos smält titan. Därför monteras den tätare än andra metaller. Vid stumsvetsning av tunna plåtar lämnas vanligtvis inget trubbigt kantspel för liksidiga stumfogar. Dessa svetsar kan göras utan tillsatstråd om gatumonteringen är tillfredsställande. När plåttjockleken överstiger 1,5 mm används en trubbig kantspalt eller en enkel V-fas för att säkerställa svetsgenomträngning. För dessa skarvar krävs ytterligare tråd. För tjocka plåtar eller tjocka sektioner använd enkel V-typ eller dubbel V-typ fas. I dessa fall bör fogarna utformas så att de kräver minimala svetsgenomgångar och för att underlätta rotskydd av svetsen.
17) Vid utformning av titangjutgods bör man komma ihåg att titan har ett smalt temperaturintervall för vätskefaslinje - fastfaslinje. Denna tendens att stelna snabbt gynnar riktad stelning av gjutgodset; det leder dock ofta till sprickor och krympning där värmen koncentreras. Skarpa variationer i tjocklekssektioner och skarpa hörn bör undvikas i alla intilliggande delar av titangjutgods. Där de inte kan undvikas bör både tjockleksvariationer och skarpa hörn ha rundade övergångar med tillräcklig radie. Gjutningens gränssnitt bör ha ett likformigt tvärsnitt med en avsmalning. På alla vertikala ytor bör en stor draglutning övervägas; och hänsyn bör tas till placeringen av stigare och till det faktum att ingen finslipning krävs efter avlägsnande av dessa inloppsstigare.
18) Tappning av titan är en svårare process. Detta beror på de begränsade spånspåren i kranen och den kraftiga vidhäftningen av titan, som båda leder till gängförsämring. När skärningen avslutas tenderar titan att låsa sig på kranen, vilket gör att den går sönder. Därför bör blinda hål och alltför långa genomgående hål undvikas vid utformningen av titanutrustning; samtidigt bör toleranserna för passformsgrad vara lämpligt lättade.
(19) Förlängningen av inhemska titanrör fluktuerar i intervallet 28~40%; medan förlängningen av rostfritt stål är i intervallet 50 ~ 60%. Därför bör expansionsgapet för titanskal och rörvärmeväxlare vara mindre än för rostfritt stål; annars är kolonnröret benäget att spricka under expansion.
(20) titan i skärningsprocessen, på grund av plastisk deformation, och vid höga skärtemperaturer, är titan lätt att absorbera atmosfäriskt syre, kväve för att bilda en hård och spröd hud, och arbete härdning fenomen. Resultatet minskar inte bara utmattningshållfastheten hos delarna; och kommer att öka slitaget på verktyget och medföra svårigheter för den framtida bearbetningen. Därför, vid skärning av titan i allmänhet välja en lägre skärhastighet, större skärdjup och matning. Och användningen av lämpligt kylande smörjmedel, högtryckskylning. För att minska skärtemperaturen, förbättra bearbetningsytans kvalitet och verktygets hållbarhet.
