A. 鈦合金的性能
鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金因具有比強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。世界上許多國家都認識到杴合金材料的重要性,相繼對其進行研究開發,並得到了實際應用。
第一個實用的鈦合金是1954年美國研製成功的Ti-6Al-4V合金,由於它的耐熱性、強度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好,而成為鈦合金工業中的王牌合金,該合金使用量已佔全部鈦合金的75%~85%。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世紀50~60年代,主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金,70年代開發出一批耐蝕鈦合金,80年代以來,耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。耐熱鈦合金的使用溫度已從50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出現,使鈦在發動機的使用部位正由發動機的冷端(風扇和壓氣機)向發動機的熱端(渦輪)方向推進。結構鈦合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損傷容限方向發展。
另外,20世紀70年代以來,還出現了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形狀記憶合金,並在工程上獲得日益廣泛的應用。
目前,世界上已研製出的鈦合金有數百種,最著名的合金有20~30種,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
鈦合金可以分為α、α+β、β型合金及鈦鋁金屬間化合物(TixAl,此處x=1)四類。
2. 鈦合金的新進展
近年來,各國正在開發低成本和高性能的新型鈦合金,努力使鈦合金進入具有巨大市場潛力的民用工業領域陽。國內外鈦合金材料的研究新進展主要體現在以下幾方面。
(1)高溫鈦合金。
世界上第一個研製成功的高溫鈦合金是Ti-6Al-4V,使用溫度為300-350℃。隨後相繼研製出使用溫度達400℃的IMI550、BT3-1等合金,以及使用溫度為450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地應用在軍用和民用飛機發動機中的新型高溫鈦合金有.英國的IMI829、IMI834合金;美國的Ti-1100合金;俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。表7為部分國家新型高溫鈦合金的最高使用溫度[26]。
近幾年國外把採用快速凝固/粉末冶金技術、纖維或顆粒增強復合材料研製鈦合金作為高溫鈦合金的發展方向,使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美國麥道公司採用快速凝固/粉末冶金技術戚功地研製出一種高純度、高緻密性鈦合金,在760℃下其強度相當於目前室溫下使用的鈦合金強度[26]。
(2)鈦鋁化合物為基的鈦合金。
與一般鈦合金相比,鈦鋁化合物為基鈉Ti3Al(α2)和TiAl(γ)金屬間化合物的最大優點是高溫性能好(最高使用溫度分別為816和982℃)、抗氧化能力強、抗蠕變性能好和重量輕(密度僅為鎳基高溫合金的1/2),這些優點使其成為未來航空發動機及飛機結構件最具競爭力的材料[26]。
目前,已有兩個Ti3Al為基的鈦合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美國開始批量生產。其他近年來發展的Ti3Al為基的鈦合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl(γ)為基的鈦合金受關注的成分范圍為Ti-(46-52)Al-(1-10)M(at.%),此處M為v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一種元素。最近,TiAl3為基的鈦合金開始引起注意,如Ti-65Al-10Ni合金[1]。
(3)高強高韌β型鈦合金。
β型鈦合金最早是20世紀50年代中期由美國Crucible公司研製出的B120VCA合金(Ti-13v-11Cr-3Al)。β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能,易鍛造,可軋制、焊接,可通過固溶-時效處理獲得較高的機械性能、良好的環境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。新型高強高韌β型鈦合金最具代表性的有以下幾種[26,30]:
Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al),該合金與飛機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼性能相當,具有優異的鍛造性能;
Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn),該合金冷加工性能比工業純鈦還好,時效後的室溫抗拉強度可達1000MPa以上;
β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si),該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研製的一種新型抗氧化、超高強鈦合金,具有良好的抗氧化性能,冷熱加工性能優良,可製成厚度為0.064mm的箔材;
日本鋼管公司(NKK)研製成功的SP-700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)鈦合金,該合金強度高,超塑性延伸率高達2000%,且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃,可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴散連接(SPF/DB)技術製造各種航空航天構件;
俄羅斯研製出的BT-22(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al),其抗拉強度可達1105MPA以上
(4)阻燃鈦合金。常規鈦合金在特定的條件下有燃烷的傾向,這在很大程度上限制了其應用。針對這種情況,各國都展開了對阻燃鈦合金的研究並取得一定突破。羌國研製出的Alloy c(也稱為Ti-1720),名義成分為50Ti-35v-15Cr(質量分數),是一種對持續燃燒不敏感的阻燃鈦合金,己用於F119發動機。BTT-1和BTT-3為俄羅斯研製的阻燃鈦合金,均為Ti-Cu-Al系合金,具有相當好的熱變形工藝性能,可用其製成復雜的零件[26]。
(5)醫用鈦合金。
鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性,是非常理想的醫用金屬材料,可用作植人人體的植人物等。目前,在醫學領域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但後者會析出極微量的釩和鋁離子,降低了其細胞適應性且有可能對人體造成危害,這一問題早已引起醫學界的廣泛關注。羌國早在20世紀80年代中期便開始研製無鋁、無釩、具有生物相容性的鈦合金,將其用於矯形術。日本、英國等也在該方面做了大量的研究工作,並取得一些新的進展。例如,日本已開發出一系列具有優良生物相容性的α+β鈦合金,包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20,這些合金的腐蝕強度、疲勞強度和抗腐蝕性能均優於Ti-6Al-4v ELI。與α+β鈦合金相比,β鈦合金具有更高的強度水乎,以及更好的切口性能和韌性,更適於作為植入物植入人體。在美國,已有5種β鈦合金被推薦至醫學領域,即TMZFTM(TI-12Mo-^Zr-2Fe)、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx(TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si)、Tiadyne 1610(Ti-16Nb-9.5Hf)和Ti-15Mo。估計在不久的將來,此類具有高強度、低彈性模量以及優異成形性和抗腐蝕性能的廬鈦合金很有可能取代目前醫學領域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金。
B. ta18鈦合金管和tc4鈦管有什麼區別
TA18鈦合金管和TC4鈦管的區別:
1、兩者成分不同,鈦合金TA18是一種近α型鈦合金,而TC4是(α+β)型鈦合金。
2、TA18鈦合金管焊接性能和冷成形性能優於TC4,TC4具有更好的綜合力學機械性能。
3、用途不同:TA18鈦合金管最適合製作飛機上耐高壓輕質導管,TC4鈦管應用更廣泛,可以用於起落架輪和結構件,緊固件,支架,飛機附件,框架、桁條結構、管道等。
鈦合金TA18是一種近α型鈦合金,成分為Ti-3Al-2.5V,焊接性能和冷成形性能優於TC4,密度4.47g/立方厘米,室溫彈性模量118-123GPa,相變點925℃,硬度15-17HRC。
TC4組成為Ti-6Al-4V,屬於熱處理強化的鈦合金,它具有較好的焊接性薄板成型性和鍛造性能。用於製造噴氣發動機壓縮機葉片,葉輪等,其他如起落架輪和結構件,緊固件,支架,飛機附件,框架、桁條結構、管道,應用非常廣泛。
C. Gr5是什麼材料
Gr5是鈦合金。
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金,鈦有兩種同質異晶體:882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。
鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。
鈦具有可塑性,高純鈦的延伸率可達50-60%,斷面收縮率可達70-80%,但收縮強度低(即收縮時產生的力度)。
鈦中雜質的存在,對其機械性能影響極大,特別是間隙雜質(氧、氮、碳)可大大提高鈦的強度,顯著降低其塑性。鈦作為結構材料所具有的良好機械性能,就是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的。
(3)軋鈦合金鋼管變徑量是多少擴展閱讀:
鈦合金有如下切削特點:
(1)變形系數小:這是鈦合金切削加工的顯著特點,變形系數小於或接近於1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。
(2)切削溫度高:由於鈦合金的導熱系數很小(只相當於45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削區和切削刃附近的較小范圍內,切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。
(3)單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時約小20%,由於切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。
(4)冷硬現象嚴重:由於鈦的化學活性大,在高的切削溫度下,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。
(5)刀具易磨損:毛坯經過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工後,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。
參考資料:網路-鈦合金
D. 鈦合金棒的應用標准介紹 有哪些技術要求
鈦合金棒是一種用於工程建築的零件,這種零件的強度是很高的,而且外觀比較優美,主要用於現代化建設工程,是一種常見的工程零件。鈦合金棒是採用鈦合金迅姿枝製作的,在製作的過程中會添加一些其他的成分,以加強穩定性。大部分的建築領域都會使用鈦合金棒鈦和金範可以穩定建築物的結構。下面我們來看一下鈦合金棒的介紹,了解一下什麼是鈦合金棒?
一、鈦合金棒應用標准
1:GB228金屬拉伸實驗方法
2:GB/T3620.1鈦及鈦合金牌號和化學成分
3:GB/T3620.2鈦及鈦合金加工產品化學成分及成分允許偏差
4:GB4698海面鈦,鈦及鈦合金化學分析方法
二、鈦合金棒技術要求
1:鈦及鈦合金棒材的化學成分應符合GB/T3620.1,的規定,需方復驗時,化學成分的的允許偏差應符合GB/T3620.2的規定。
2:熱加工棒材的直徑或邊長及其允許偏差應符合表一的規定。
3:熱加工後經車(磨)光棒材及冷軋,冷拔棒材的直徑允許畝敏偏差應符合表二的規定。
4:熱加工後經車(磨)光棒材的不圓度應不大於其尺寸公差之半。
5:加工態棒材的不定尺長度為300-6000mm,退火狀態棒材不定尺長度為300-2000mm,定尺或倍尺長度應在不定尺長度范圍之內.定尺長度允許偏差為+20mm;倍尺長度還冊凳應計入棒材的切口量,每一切口量為5mm.定尺或倍尺長度應在合同中註明。
三、合金化
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。
合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類:
①穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。
②穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素,又可分同晶型和共析型二種。應用了鈦合金的產品
前者有鉬、鈮、釩等;後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。
③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。
E. 200變150的變徑鋼管尺寸
減少2cm。200變150的變徑鋼管尺寸減少2cm,鋼是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.11%之間的鐵合配鋒金的統稱。培消晌鋼的化學成分可以有很大變化橋擾。
F. 技術與計量(安裝)---合金鋼及有色金屬管道
四、合金鋼及有色金屬管道
(一)合金鋼管道安裝
1、合金鋼管牌號
合金鋼管主要用於輸送高壓高溫水汽介質或高壓高溫含氫介質。
2、合金鋼管安裝
合金管道宜採用機械方法切斷,管子切斷前應移植原有標記。低溫鋼管嚴禁使用鋼印。切口及坡口表面應平整。
合金鋼管道的焊接,底宏遲凱層應採用手工氬弧焊,以確保焊口管道內壁焊肉飽滿、光滑、平整,其上各層可用手工電弧焊接成型。合金鋼管焊接應進行焊前預熱和焊後熱處理,預熱時應使焊口兩側及內外壁溫度均勻;焊後熱處理應在焊接完畢後立即進行,若不能及時進行熱處理的,則應焊接後冷卻至300~350℃時進行保溫。使之緩慢冷卻。異種鋼材焊前預熱溫度應按可焊性較差的一側確定,焊後熱處理的要求按合金成分較低的一側進行,不合格的返修及硬度不符合規定的焊縫應重新進行熱處理。
(二)不銹鋼管道安裝
1、常用不銹鋼管
不銹鋼按其金相組織分為:奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼;按耐腐蝕性能分為:耐大氣腐蝕、耐酸鹼腐蝕和耐高溫不銹鋼。不銹鋼管具有較高的電極電位,表面緻密氧化膜和均勻的內部組織以及很高的耐腐蝕性。
2、 不銹鋼管道安裝
(1) 不銹鋼管及管件應有製造廠的合格證書、化學成分和力學性能等資料;外觀不得有裂縫、起皮、機械損傷等現象,對表面機械損傷應進行修整並使其保持光滑,同時要進行酸洗及鈍化處理;輸送腐蝕介質的不銹鋼管又未註明晶間腐蝕試驗結果的,應進行晶間腐蝕的試驗;不銹鋼管的運輸與存放應避免與碳鋼材料相互碰撞、摩擦、擠壓,同時應注意防止雨水、鐵綉等的腐蝕。
(2) 不銹鋼具有較高的韌性及耐磨性,因此宜採用機械和等離子切割機等進行切割,注意切割速度不宜過快,採用砂輪機切割或修磨時應使用不銹鋼專用砂輪片,不得使用切割碳素鋼管的砂輪,以免受污染而影響不銹鋼管的質量。高壓不銹鋼管子切斷前應移植原有標記。管子切口端面傾斜偏差不應大於管子外徑的1%,且不得超過3mm。
(3) 不銹鋼管坡口宜採用機械、等離子切割機、砂輪機等制出,用等離子切割機加工坡口必須打磨掉表面的熱影響層,並保持坡口平整。
(4) 不銹鋼管組對時,管口組對卡具應採用硬度低於管材的不銹鋼材料製作,採用螺栓連接形式。嚴禁將碳素鋼卡具焊接在不銹鋼管口上用來對口。
(5) 不銹鋼管焊接一般可採用手工電弧焊及氬弧焊。為確保內壁焊接成型平整光滑,薄壁管採用全鎢級氬弧焊,壁厚大於3mm時,應採用氬電聯焊;焊接材料通常應與母材化學成分相近,且應保證焊縫金屬性能和晶間腐蝕性能不低於母材;不銹鋼(0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr17Ni13Mo2Ti)與碳素鋼、低合金鋼或耐熱鋼(Cr5Mo、12CrMo、15CrMo)之間的異種鋼材焊接,宜選用A302或A307焊條,對不銹鋼復合鋼材的焊旦塌接,還應選用過渡層焊條。
焊接前應將坡口兩側20mm范圍內的毛刺、污物、雜質清除干凈,還應在距焊口4~5mm以外,焊口兩側40~50mm的長度區間內,用非金屬片遮住或塗白堊粉,防止焊接時的飛濺物飛濺到管壁上。
壁厚大於16mm的管子焊前應預熱。焊接後應對焊縫及附近表面進行酸洗及鈍化處理。酸洗的目的是除去氧化皮,因焊接受熱後都會產生一層氧化皮,將直接影響管道的耐腐蝕性能;鈍化的目的是為了使不銹鋼表面產生一層無色緻密的氧化薄膜,起耐腐蝕作用。酸洗常用酸液或酸膏酸洗,酸液酸洗又有浸洗和刷洗兩種方法。
(6) 法蘭連接可採用焊接法蘭、焊環活套法蘭、翻邊活套法蘭。不銹鋼法蘭應使用不銹鋼螺栓;不銹鋼法蘭使用的非金屬墊片,其氯離子含量不得超過50×10-6。
(7) 不銹鋼安裝時不得用鐵質的工具及材料敲擊和擠壓;在碳鋼支、吊架與不銹鋼管道之間應墊入不銹鋼片使碳鋼支、吊架與不銹鋼管道不直接接觸;不銹鋼管道穿牆及穿樓板時應加裝套管蔽喚,其間隙不應小於10mm並填塞絕緣物,絕緣物中不應含有鐵質雜質。
(三) 鈦及鈦合金管道安裝
1、常用鈦及鈦合金鋼管
鈦管的使用溫度一般在-60~250℃,工作壓力一般不超過10MPa。鈦管管件採用管子焊制。鈦的耐蝕性優異,與不銹鋼的耐蝕性差不多,在某些介質中的耐蝕性甚至比不銹鋼更高。鈦在海水及大氣中具有良好的耐腐蝕性,對常溫下濃度較稀的鹽酸、硫酸、磷酸、雙氧水及常溫下的硫酸鈉、硫酸鋅、硫酸銨、硝酸、王水、鉻酸、苛性鈉、氨水、氫氧化鈉等耐蝕性良好,但對濃鹽酸、濃硫酸、氫氟酸等耐蝕性不良。
2、鈦及鈦合金管道安裝
(1) 鈦及鈦合金管及管件在安裝前必須進行檢查,應具有製造廠合格證和質量證明書(包括牌號、爐號、規格、化學成分和力學性能);內外表面應光滑、清潔、無針孔、裂縫、劃痕、折疊和過腐蝕等缺陷;管材內、外表面的局部缺陷應予清除,清除後外徑或壁厚不得有超出規定的負偏差值;其端部應平整無毛刺,壁厚應符合要求。鈦及鈦合金管運輸及存入時應注意不與鐵質材料接觸、碰撞。
(2) 鈦及鈦合金管的切割應採用機械方法(手工鋸、鋸床、車床等),切割速度應以低速為宜,以免因高速切割產生的高溫使管材表面產生硬化;鈦管用砂輪切割或修磨時,應使用專用砂輪片;不得使用火焰切割。坡口宜採用機械方法加工。切口平面垂直偏差為管子直徑的1%,且不得超過3mm;管子加工切斷前,必須移植原有標記,以保證正確識別管子的材質。鈦材管子易受鐵離子污染,故移植標記時,不得使用鋼印。
(3) 鈦及鈦合金管焊接應採用惰性氣體保護焊或真空焊,不能採用氧一乙炔焊或二氧化碳氣體保護焊,也不得採用普通手工電弧焊。焊絲的化學成分和力學性能應與母材相當;若焊件要求有較高塑性時,應採用純度比母材高的焊絲。焊接設備應採用使用性能穩定的直流氬弧焊機,正接法。外表面溫度高於400℃的區域均應用氬氣保護。
(4) 鈦及鈦合金管安裝時不得用鐵質的工具及材料敲擊和擠壓;在碳鋼支、吊架與鈦及鈦合金管道之間應墊入橡膠板或軟塑料板,使其不與鈦及鈦合金管道直接接觸;鈦及鈦合金管道穿牆及穿樓板時應加裝套管,其間隙不應小於10mm,並填塞絕緣物,絕緣物中不應含有鐵質雜質。
(5) 鈦及鈦合金管與其他金屬管道可採用法蘭連接,由於鈦及鈦合金材料價格較貴,故不採用鈦材製作法蘭。法蘭連接方式有焊環活套法蘭和翻邊活套法蘭,其中鈦合金管只能使用焊環活套法蘭。使用的非金屬墊片一般為橡膠墊或塑料墊,並應控制氯離子含量不得超過50×10-6。
(四)鋁及鋁合金管道安裝
1、常用鋁及鋁合金管
常用鋁及鋁合金管有純鋁L2、L3、L4等製造的鋁管和防銹鋁合金LF2、LF3、LF5、LF11、LF21等製造的鋁合金管,使用溫度為150℃(其中LF3、LF5、LF11的使用溫度為66℃),還可用於低溫(0~-196℃)介質中,適用壓力一般不超過0.6MPa。
鋁在多種腐蝕介質中具有較高的穩定性,鋁的純度越高,其耐腐蝕性越強。在鋁中加入少量銅、鎂、錳、鋅等元素,就構成鋁合金,其強度增加,但耐腐蝕性能降低。由於鋁的力學強度低,且隨著溫度升高力學強度明顯降低,鋁管的使用溫度不得超過200℃;對於有壓力的管道,使用溫度不得超過160℃。在低溫深冷工程的管道中較多採用鋁及鋁合金管。
2、鋁及鋁合金管道安裝
(1)鋁及鋁合金管安裝前應進行外觀檢查,應無裂縫、起皮、氧化、大於0.03mm深度的縱向劃痕等現象,壁厚符合要求;由於材質較軟,運輸與存放應注意避免碰撞、擠壓、擦傷管材,存放時應與鐵、不銹鋼、銅等金屬隔離,以免引起電化學腐蝕。
(2)鋁及鋁合金管安裝前的管段調直,應逐段進行,使用木製等質地較軟的工具,避免管子與鋼平台及混凝土平台或砂石地面直接接觸,以防管子表面刮傷、劃傷;切割可用手工鋸條、機械(鋸床、車床等)及砂輪機,不得使用火焰切割;坡口宜採用機械加工,不得使用氧一乙炔等火焰;固定管子的器具與管子之間應墊以木板以免夾傷管子。
(3)鋁及鋁合金管連接一般採用焊接和法蘭連接,焊接可採用手工鎢極氬弧焊、氧一乙炔焊及熔化極半自動氬弧焊;當厚度大於5mm時,焊前應全部或局部預熱至150~200℃;氧一乙炔焊主要用於焊接純鋁、鋁錳合金、含鎂較低的鋁鎂合金和鑄造鋁合金以及鋁合金鑄件的補焊。採用氧—乙炔焊時,焊前預熱溫度不得超過200℃。
(4)焊接後使焊縫接頭在空氣中自然冷卻,直至能用手直接觸摸時方可進行焊後的清理工作;用60~80℃的熱水沖洗,並用毛刷或銅刷將焊縫區域內的殘渣洗刷干凈,然後用30%硝酸溶液洗滌,再用清水沖洗;乾燥後如焊縫區域內仍有白色斑點,說明仍有溶劑未清理干凈,必須重新處理,直至清除為止。
(5)管道支架間距應比鋼管密一些,熱軋鋁管的支架間距可按相同管徑和壁厚的碳鋼管支架間距的2/3選取,冷軋硬化鋁管按相應碳鋼管3/4間距選取。管子與支架之間須墊毛氈、橡膠板、軟塑料等進行隔離。
(6)管道保溫時,不得使用石棉繩、石棉板、玻璃棉等帶有鹼性的材料,應選用中性的保溫材料。
(五)銅及銅合金管道安裝
1、常用銅及銅合金管
常用的銅管有紫銅管、黃銅管兩種。紫銅(工業純銅)管的常用牌號為:T2、T3、T4、TUR等;黃銅管(銅合金)的常用牌號為:H62、H68、H85、HPb59-1等,分為軟質,半硬質和硬質三種。銅及銅合金通常應用在深冷工程和化工管道上,用作儀表測壓管錢或傳送有壓液體管線,當溫度大於250℃時不宜在有壓力的情況下使用。
2、銅及銅合金管道安裝
(1)供安裝用的銅及銅合金管,表面與內壁均應光潔、無裂縫、結疤、層裂及氣孔,黃銅管不得有綠銹和嚴重脫鋅。外觀檢查:管壁厚小於等於2mm的,縱向劃痕深度不得超過0.04mm,管壁厚大於2mm的,縱向劃痕深度不得大於0.05mm;用作導管時縱向劃痕深度不得超過0.3mm;偏橫向的凸凹高度與深度不得大於0.35mm;瘢疤、碰傷、起泡及凹坑,其深度不得超過0.03mm,其面積不應超過管子表面積的30%。用作導管時其面積不應超過管子表面積的0.5%。
(2)銅及銅金管的切口可用手工鋼鋸、砂輪切管機;因管壁較薄且銅管質地較軟,制坡口宜採用手工銼;厚壁管可採用機械方法加工;不得用氧一乙炔焰切割坡口。
(3)銅及銅合金管因熱彎時管內填充物不易清理,應採用冷彎。管徑大於100mm者採用壓制彎頭或焊接彎頭,彎管的直邊長度不應小於管徑,且不應小於30mm。
(4)銅及銅合金管的連接方式有螺紋連接、焊接(承插焊和對口焊)、法蘭連接(焊接法蘭、翻邊活套法蘭和焊環活套法蘭)。大口徑銅及銅合金對口焊接也可用加襯焊環的方法焊接。
(5)黃銅管焊前預熱溫度為:壁厚5~10mm時,400~500℃;壁厚大於15mm時,550℃;黃銅管採用氧一乙炔焊時,預熱寬度以焊口中心為基準,每側150mm;焊接後,焊縫應進行焊後熱處理,其溫度為400~450℃;軟化退火處理為550~600℃。熱處理應在焊後及時進行。
(六)鑄鐵管道安裝
1、鑄鐵管管材檢驗
鑄鐵管按材質可分為灰鑄鐵管和球墨鑄鐵管。鑄鐵管應有製造廠的名稱或商標、製造日期及工作壓力等標記,其外觀檢查每批抽10%檢查其表面狀況、塗漆質量及尺寸偏差;內外表面應清潔,不得有裂縫、冷隔、癟陷和錯位等缺陷;承插部分不得有粘砂及凸起,其他部分不得有大於2mm的粘砂及5mm的凸起;承口部分的根部不得有凹陷、其他部分的凹陷不得大於5mm;機械加工部位的輕微孔穴不應大於1/3厚度,且不應大於5mm;內外表面漆層應完整光潔,附著牢固。
2、鑄鐵管承插連接一般工序及方法
(1)管口處理。鑄鐵管口端的瀝青及雜物可用火焰(如氧一乙炔焰或噴燈)燒掉並用鋼絲刷清理。
(2)連接材料准備
1)油麻。2)橡膠圈。管道介面所用的橡膠圈不應有氣孔、裂縫、重皮或老化等缺陷。裝填時橡膠圈應平展、壓實,不得有松動、扭曲、斷裂等。
3)石棉水泥。石棉水泥重量配合比為:石棉:水泥=3:7;石棉水泥的水灰比為1:9或1:10,拌好的石棉水泥應在1h內用完,隨用隨拌。
4)膨脹水泥。膨脹水泥介面是以膨脹水泥:中砂:水=1:1:0.3的比例拌和成水泥砂漿介面。膨脹水泥按其成分不同又可分為自應力水泥介面和石膏氯化鈣水泥介面。
5)青鉛。將小鉛塊放入鉛鍋內,點火燃至鉛熔化,撥開液鉛表現浮層,視其顏色為紫紅色則可使用。
(3)捻口
1)打油麻。
2)打橡膠圈。
3)石棉水泥填料密封。
4)膨脹水泥填料密封。
5)青鉛填料密封。
(4)養護
1)石棉水泥與自應力水泥介面捻打完畢後,用濕泥土或濕草繩纏繞在介面上,並澆水進行養護。石棉水泥介面每天澆水2~4次,養護時間宜為3d。剛剛介面完畢的介面不允許直接泡在水中。並應濕養護1~2晝夜,寒冷季節應有防凍措施。
2)膨脹水泥介面在完成介面工作後,隨即潤濕養護。可用泥糊口,填土澆水養護。如冬季施工,抹口後用鹽水和泥糊口,覆干土蓄熱養護。管段亦覆干土保溫。
(七)塑料管道安裝,
1、常用塑料管道
常用的塑料管有:聚氯乙烯管(PVC)、聚乙烯管(PE)、聚乙烯夾鋁復合管(PAP)、改性聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、熱固性塑料管(GRP)、工程塑料(ABS)管、鍍鋅鋼管襯塑復合管等。
(1)硬聚氯乙烯管(UPVC)。管件有注壓管件和熱加工焊接管件兩種。UPVC管材通常可用螺紋連接、承插粘接,承插焊接、法蘭連接。
(2)聚乙烯管(PE)。PE管材以密度區分,有低密度聚乙烯管(LDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)、高密度聚乙烯管(HDPE)。LDPE管材密度為0.91~0.925 g/cm3,質地較軟、伸長率、耐沖擊性能較好,耐化學穩定性和抗高頻絕緣性能良好,工作壓力為0.4MPa;MDPE管抗腐蝕、可塑性強、具有良好的柔性和抗蠕變性能,缺點是熔焊連接需技術熟練和特殊設備,且紫外線照射易老化;HDPE管密度為0.941~0.965 g/cm3,具有較高的強度及剛度,HDPE管材分PE63、PE80、PE100三個級別,它們在20℃下,在50年後還能保持最小強度達6.3MPa、8.0MPa、10.0MPa,對於允許設計應力分別為5MPa、6.3MPa、8MPa。目前國內產品的規格在de16~315mm之間,可達de630mm。對於HDPE管材,通常採用電熔合連接。
(3)聚丙烯管(PP)。PP管材密度為0.90~0.92g/cm3,無毒,價廉,但抗沖擊強度差。通過共聚合的方法使聚丙烯改性,可提高管材的抗沖擊強度等性能。管件的連接採用熔接方式。
(4)聚丁烯管(PB)。PB管抗腐蝕性能好、有伸縮性、可冷彎、輕便、使用安裝維修方便、內壁光滑、能耐較高溫度、適於輸送熱水。但紫外線照射會導致老化,易受有機溶劑侵蝕。聚丁烯管可採用熱熔連接。小口徑管也可採用螺紋連接。
(5)工程塑料管(ABS)。ABS管是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚物組成的熱塑性塑料管,具有質優耐用的特性。其中丙烯腈具有耐熱性、抗老性、耐化學性;丁二烯具有耐撞擊性、高堅韌性、低溫特性不變的性能;苯乙烯具有施工容易及管面光滑之特性。管件連接常採用承插粘結介面。在與其他管道連接時,可採用螺紋、法蘭等過渡介面。
(6)鍍鋅鋼管襯塑復合管。鍍鋅鋼管襯塑有兩種方式,一種是內噴襯聚乙烯,另一種是熱鍍鋅鋼管內經特殊過盈級配合工藝,復合擠壓聚乙烯、聚丙烯管,目前國內均有此兩種方式的產品,前種襯塗層不易粘牢,不易襯勻,容易分層;後一種方式效果較好,而管件釆取內噴襯聚乙烯。管材組裝也有兩種方式,一種是通常壁厚的熱鍍鋅鋼管及管件,內擠壓聚乙烯管或噴襯聚乙烯層後,仍套絲連接,價格較貴;另一種是薄壁熱鍍鋅鋼管及管件,內經特殊過盈級配合工藝,復合擠壓聚乙烯管或噴襯聚乙烯層,管材不套絲,採用快速接頭工藝,管道裝拆快捷,價格低廉,綜合價格類同鍍鋅鋼管,有良好的應用前景。
2、塑料管道安裝
(1)管材檢查與保管。管材表面應光滑、平整,不允許有氣泡、裂口及顯著的波紋、凹陷、雜質、顏色不均、分解變色等。塑料管應避免在粗糙場地上拖拉或猛烈的投擲,堆放時要放平整,注意防火、防止過熱、防止有毒化學品的侵蝕,防止遭受日曬雨淋及冰凍,不應與金屬管材混放。
(2)管子切斷採用機械方法,一般用粗齒鋸條的手工鋸或木工鋸。管段坡口可用木工銼加工,也可採用機械方法;公稱直徑小於20mm的管道應盡量用熱彎彎頭。在不能採用熱彎彎頭的情況下,可採用焊接彎頭,焊接彎頭的彎曲半徑不應小於1.5DN,90°焊接彎頭的節數不應少於3節,45°焊接彎頭的節數不應小於2節。
(3)塑料管的連接方法有粘接、焊接、電熔合連接、法蘭連接和螺紋連接等。
1)塑料管粘接。 塑料管粘接必須採用承插口形式,承口不得有裂縫、歪斜及厚度不均的現象,管道承插接頭必須插足;聚氯乙烯管道採用過氯乙烯清漆或聚氯乙烯膠作為粘接劑;聚丙烯管道粘接前需先做表面活化處理後才可進行粘接,承介面有油污染時應用丙酮溶液擦拭後才能進行粘接。粘接時其間隙不得大於0.15~0.3mm,若過大時可均勻塗幾遍粘合劑來調整,待符合要求後再粘接。
2)塑料管焊接。 塑料管管徑小於200mm時一般應採用承插口焊接,插入深度應大於管徑15~30mm,承受壓力較高的管道,可先用粘接,外口再用焊條焊接補強。焊接一般採用熱風焊。管徑大於200mm的管子可採用直接對焊,焊好後,外面應套裝一個套管,將套管兩端焊接或粘接在管子上。套管長度為管徑2.25~2.3倍。
3)電熔合連接。它是將電阻絲預先埋在管件中,在施工現場,只需將專用焊接儀的插頭與管件的插口連接,便可將管件與管材熔合在一起,它要求管材與管件配合間隙適當,接觸部位干凈;HDPE管可以注塑熱熔管件現場用熱熔承插焊機對接方式連接;也可用熱熔對接焊機將兩管端面熱熔後對接,其中較大口徑管件是用多角焊機加工成型。
(八)襯膠管道安裝
掌握襯膠管道的預制、安裝規范
G. 鋼和鈦合金的機械強度分別是多少
TA1的抗拉強度;
TA2的抗拉強度500MPa;
TA3的抗拉強度600MPa;
TA8的抗拉強度1040-1100MPa; 鈦合金中最高可達1400MPa。
一般的45鋼的抗拉強度600Mpa ,45MnB抗拉強度1080Mpa, 20SiMn2MoV 可達1375MPa。
鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。
鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優於不銹鋼;對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。
β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能,易鍛造,可軋制、焊接,可通過固溶-時效處理獲得較高的機械性能、良好的環境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。新型高強高韌β型鈦合金最具代表性的有以下幾種:
Ti1023(Ti-10v-2Fe-#al),該合金與飛機結構件中常用的30CrMnSiA高強度結構鋼性能相當,具有優異的鍛造性能;
Ti153(Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn),該合金冷加工性能比工業純鈦還好,時效後的室溫抗拉強度可達1000MPa以上;
β21S(Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si),該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研製的一種新型抗氧化、超高強鈦合金,具有良好的抗氧化性能,冷熱加工性能優良,可製成厚度為0.064mm的箔材。
(7)軋鈦合金鋼管變徑量是多少擴展閱讀:
鋼的分類:
按碳含量高低分類:
低碳鋼:碳含量一般低於0.25%(質量分數);
中碳鋼:碳含量一般為0.25%~0.60%(質量分數);
高碳鋼:碳含量一般高於於0.60%(質量分數)。
按品質分類:優質鋼(P、S均≤0.035%), 高級優質鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)
按成形方法:鍛鋼、鑄鋼、熱軋鋼、冷拉鋼。
參考資料:網路-鈦合金
參考資料:網路-鋼
H. ta18鈦合金管和tc4鈦管有什麼區別
TA18鈦合金管冷軋開裂的解析
TA18(Ti-3Al-2.5V)鈦合金是從TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金演變而來的低鋁當量近α型的α+β型鈦合金。它不僅具有良好的室溫、高溫力學性能和耐腐蝕性能,而且具有優異的冷、熱加工工藝塑性、成形性、焊接性能和抗腐蝕性能等,TA18鈦合金管材廣泛應用於飛機發動機液壓和燃油管路系統,自行車三腳架和手把、高爾夫球桿、釣魚竿,石油鑽井用套管及熱交換器管等。
某批TA18鈦合金管材在從斷面Φ70mm×8mm冷軋至Φ55mm×6mm的過程中出現大量的開裂,宏觀觀察裂紋沿著管體縱向局部分布,管體表面沒有明顯劃傷的痕跡,裂紋穿透了管壁,形成穿透型裂紋,導致該批管材60%報廢。為了查明該TA18合金管材冷軋開裂原因,在典型的開裂部位和正常部位上取樣,分析化學成分、顯微組織、斷口形貌和組織的顯微硬度,並對開裂原因進行分析研究。
在斷口開裂部位和正常部位分別取樣3個,採用ICP全譜直讀光譜儀和TC-600氧氮分析儀測定其化學成分。在開裂部位以及正常部位分別取縱向和橫向金相試樣,蔽臘侵蝕劑(體積比)為:氫氟酸∶硝酸∶水=1∶4∶45,採用LeicaMM-6型光學顯微鏡觀察其微觀組織。在開裂部位取樣,在JEOLJSM-5610LV掃描電子顯微鏡觀察開裂斷面的表面形貌。在開裂部位和正常部位分別取金相試樣3個,利用HMV-2T島津顯微硬度計在金相試樣上測試均勻5點處硬度,測試條件為9.8N/30s。
TA18鈦合金管材冷軋開裂部位和正常部位的成分分析中發現了Fe元素含量的超標和O元素含量接近標准上限。顯微組織檢驗發現正常部位的組織為等軸組織,開裂部位的橫向組織中β相彌散分布在α相中,縱向組織中發現晶粒粗大,有向魏氏組織轉變的傾向。顯微鏡觀察開裂斷面為沿晶脆性斷裂。硬度檢驗結果顯示開裂部位的維氏硬度平均值比正常部位的高出15%。
試驗結果表明,TA18鈦合金在熔煉過咐亂程中添加鐵釘,它在混布料過程中未能均勻分布,造成電極中的Fe含量不均勻,最終導致熔煉鑄錠中Fe的局部偏析。由於Fe偏析,將導致該區域內的顯微硬度值比基體偏高15%左右,形成硬化塊,它是導致其後續的冷軋管材開裂的主要原因。
為了驗證分析問題的准確性,隨後在TA18合金宏簡滑配料中將鐵釘改為TiFe和VAlFe,在後續的軋制過程中未發現開裂狀況,說明問題分析和改進措施是有效的。
I. 變徑鋼管的重量怎麼計算(請高人指點)
傳統是用錐度的計算公式來計算。因為變徑鋼管的壁厚應該是一樣的,測量大頭和小頭的直徑、壁厚和長度就可以計算出來。
但我的計算方法是用POR\E畫出實體直接得出重量的,這樣更為簡便、精準。