钛具有良好的耐蚀性、密度小、强度高的特性 , 得到广泛应用。但工业纯钛还存在诸如缝隙腐蚀 ,不耐还原性酸,含固体颗粒物料的冲蚀 ,高温强度低 ,蠕变 , 氧化与氢化等问题, 曾经发生过早期损伤事 故。为此我国根据美、日、俄等国信息进行仿制与创新 , 研制了Ti- 0. 2Pd , Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni , Ti - 2Ni , Ti - 15Mo , Ti - 32Mo 等耐蚀钛合金 ,并以管、板、棒、 丝、锻件与铸件成功地应用于CPI(石油化学工业) 设备与部件中。加入WTO后,我国钛工业面临着严峻的国际竞争 ,钛材的国标 ( GB) 也应与国外先进标准接轨。
钛及钛合金标准
目前钛材的国际标准( ISO) 数量较少 ,而美国标准因技术含量较高被广泛接受。美国钛材标准体系CPI常用 ASTM。我国钛材国际以满足民用为主 ,兼顾军用 ,采标对象主要是ASTM。
钛材的GB与ASTM标准体系既有共同之处 ,又各具特色。表1为 ASTM钛 及钛合金牌号 , 表2 为 GB 钛及钛合金牌号 , 表3为钛材GB与ASTM标准构成情况对比。
钛及钛合金牌号主要成分( %)主要特点与应用Gr1工业纯钛Fe0. 20 C0. 08
N0. 03 O0. 18 H0. 015纯钛中强度最低,塑性最好，用于深加工及高度加工成形的板带材，如板式换热器。Gr2工业纯钛Fe0. 30 C0. 08
N0. 03 O0. 25 H0. 015强度高塑性好,CPI应用广泛，如管式换热器、容器、管子Gr3工业纯钛Fe0. 30 C0. 08
N0. 05 O0. 35 H0. 015强度比G2稍高，塑性稍低用于焊接管道、容器Gr4工业纯钛Fe0. 50 C0. 08
N0. 05 O0. 40 H0. 015纯钛中强度最高，用于宇航部件CPI-般不用Gr5Ti-6Al-4VFe0.30 C0.08 N0.05 O0. 20 H0.015可热处理强化,强度很高,a-β合金较好的耐温性,耐蚀性稍次于工业纯钛，用于宇航舰船，CPI用王旋转部件轴离心机透平机部件。Gr6Ti - 5Al - 2. 5Snα合金，耐蚀性稍次于工业纯钛，适用于425 °C以下有一-定强度要求的零部件，主要用于飞机部件也用干高温强度的化工设备Gr7Ti - 0. 15pd 以Cr2为基物机性能同G2，抗缝蚀性能提高到260°C,抗还原性稀酸性能提高，应用包括G2全部领域以及密封面等易产生缝隙及结垢部件Gr9Ti - 3Al - 2. 5V强度高,但比G5低，耐蚀性稍次于工业纯钛，主要用于宇航,海洋，CPI用于旋转部件、管道、紧固件Gr10Ti-11. 5Mo-6Zr-4.5Sn强度高,但比G5低，主要用于宇航部件B合金、抗热盐SCC。Gr11Ti- 0.15pd以Gr1为基物机性能同G1，用于深加工的耐蚀，抗缝蚀设备与部件Gr12Ti-0. 3Mo-0. 8Ni强度介于G3与G4之间，但耐温性较高,耐蚀性、抗缝蚀性高于工业纯钛，但次于G7,可代G7用干易产生缝蚀部件或用于350°C以下要求耐蚀与强度部件.Gr13Ti - 0. 5 Ni - 0. 05
Ru Fe0. 20 O0. 10可代替G7，G11 ,用于抗缝蚀，抗稀还原性酸设备与部件。Gr14Ti - 0. 5 Ni - 0. 05
Ru Fe0. 30 O0. 15同上,强度较Gr13高Gr15Ti - 0. 5 Ni - 0. 05
Ru Fe0. 30 O0. 25同上,强度较G14高Gr16Ti - 0. 05Pd 以Gr2为基物机性能同G2,节Pd,应用同G7Gr17Ti - 0. 05Pd 以Gr1为基物机性能同G1， 节Pd ,应用于G11Gr18Ti-3Al-2.5V-0.05Pd以Gr9为基物机性能同G9，用于高强度，且较高温度，较高酸度抗蚀环境的设备与部件。Gr19Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr-0.05Pdβ合金，抗蚀性佳，强度高，用于舰船。Gr20Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zrβ合金,强度高，一定的耐蚀性，抗疲劳性好，用于油气开采的弹簧材料及其它部件。Gr21Ti-3Al-15Mo-0.2Si-2.5Nb-0.05Pdβ合金，抗蚀性佳，抗氧化性，抗蠕变，可用于700°C高强度设备部件Gr23Ti - 6Al - 4V EL1超间隙元素级，用于低温，抗SCC的设备部件，如海底管道钻井立管。Gr24Ti - 6Al - 4V - 0. 05Pd以Gr5为基物机性能同G5，用于高温高强度高抗蚀性环境的设备与部件。Gr25Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Pd同上Gr26Ti - 0. 10Ru 以Gr2为基物机性能同G2，以Ru代Pd，用途同G7。Gr27Ti - - 0. 10Ru 以Gr1为基物机性能同Gr1，以Ru代Pd,用途同G11Gr28Ti - 3Al - 2. 5V - 0. 10Ru 以Gr9为基物机性能同G9，用途同G18Gr29Ti - 6Al - 4VELI - 0. 10Ru 以Gr23为基物机性能同G23，用于低温，抗缝蚀，抗SCC的设备部件。Gr30Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co物机性能同G1,用途同Gr17,但耐蚀性更好。Gr31Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co物机性能同G2，用途同G16,但耐蚀性更好。Gr33Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01Pd-0.03RuFe0.20 O0.10加Cr,节Pd ,Ru，抗缝蚀、抗稀还原性酸同Gr7、G11，用途同Gr7、G11。Gr34Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01
Pd-0. 03RuFe0.30O0.15同上,强度稍高于G33。GB 钛及钛合金牌号主要成分( %)主要特点与应用TA0工业纯钛Fe0. 15 C0. 10N0. 03 O0. 15 H0. 015相当于Gr1TA1工业纯钛Fe0. 25 C0. 10N0. 03 O0. 20 H0. 015相当于G2TA2工业纯钛Fe0. 30 C0. 10N0. 05 O0. 25 H0. 015相当于Gr3，广泛应用于民用。TA3工业纯钛Fe0. 40 C0. 10N0. 05 O0. 30 H0. 015相当于Gr4TA4Ti - 3Al定强度高塑合金 、航空部件。TA5Ti - 4Al - 0. 005B定强度高塑合金、舰船部件。TA6Ti - 5Al中强合金、航空部件。TA7Ti - 5Al - 2. 5SnELI超低间隙元素级、低温合金。TA7ELITi - 5Al - 2. 5SnELI超低间隙元素级、低温合金。TA9Ti - 0. 2pd相当于G7,耐蚀合金。TA10Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni相当于G12 ,耐蚀合金。TB2Ti - 5Mo - 5V - 8Cr - 3Al高强高韧合金，航空部件。TB3Ti - 3. 5Al - 10Mo - 8V - 1Fe高强高韧合金，航空部件。TB4Ti - 4Al - 7Mo - 10V - 2Fe - 1Zr高强高韧合金，航空部件。TC1Ti - 2Al - 1. 5Mn定强度高塑合金，航空部件。TC2Ti - 4Al - 1. 5Mn.定强度高塑合金，航空部件。TC3Ti - 5Al - 4V高强韧合金，航空部件。TC4Ti - 6Al - 4V相当于Gr5,广泛应用于航空、民用。TC6Ti - 6Al - 1. 5Cr - 2. 5Mo - 0. 5Fe - 0. 3Si热强合金，航空部件。TC9Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 2. 5Sn - 0. 3Si热强合金,航空部件。TC10Ti - 6Al - 6V - 2Sn - 0. 5Cu - 0. 5Fe热强合金 ,航空部件、火炮。TC11Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 1. 5Zr - 0. 3Si热强合金 ,航空部件。TC12Ti - 5Al - 4Mo - 4Cr - 2Zr - 2Sn - 1Nb热强合金 ,航空部件。
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