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 |
| Gr5 | Ti-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。 |
| Gr6 | Ti - 5Al - 2. 5Sn | α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 |
| Gr7 | Ti - 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 |
| Gr9 | Ti - 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 |
| Gr10 | Ti-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。 |
| Gr11 | Ti- 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 |
| Gr12 | Ti-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. |
| Gr13 | Ti - 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。 |
| Gr14 | Ti - 0. 5 Ni - 0. 05 Ru Fe0. 30 O0. 15 | 同上,强度较Gr13高 |
| Gr15 | Ti - 0. 5 Ni - 0. 05 Ru Fe0. 30 O0. 25 | 同上,强度较G14高 |
| Gr16 | Ti - 0. 05Pd 以Gr2为基 | 物机性能同G2,节Pd,应用同G7 |
| Gr17 | Ti - 0. 05Pd 以Gr1为基 | 物机性能同G1， 节Pd ,应用于G11 |
| Gr18 | Ti-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。 |
| Gr19 | Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr-0.05Pd | β合金，抗蚀性佳，强度高，用于舰船。 |
| Gr20 | Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr | β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。 |
| Gr21 | Ti-3Al-15Mo-0.2Si-2.5Nb-0.05Pd | β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 |
| Gr23 | Ti - 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。 |
| Gr24 | Ti - 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。 |
| Gr25 | Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Pd | 同上 |
| Gr26 | Ti - 0. 10Ru 以Gr2为基 | 物机性能同G2，以Ru代Pd，用途同G7。 |
| Gr27 | Ti - - 0. 10Ru 以Gr1为基 | 物机性能同Gr1，以Ru代Pd,用途同G11 |
| Gr28 | Ti - 3Al - 2. 5V - 0. 10Ru 以Gr9为基 | 物机性能同G9，用途同G18 |
| Gr29 | Ti - 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。 |
| Gr30 | Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co | 物机性能同G1,用途同Gr17,但耐蚀性更好。 |
| Gr31 | Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co | 物机性能同G2，用途同G16,但耐蚀性更好。 |
| Gr33 | Ti-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。 |
| Gr34 | Ti-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Gr1 |
| TA1 | 工业纯钛Fe0. 25 C0. 10N0. 03 O0. 20 H0. 015 | 相当于G2 |
| TA2 | 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Gr4 |
| TA4 | Ti - 3Al | 定强度高塑合金 、航空部件。 |
| TA5 | Ti - 4Al - 0. 005B | 定强度高塑合金、舰船部件。 |
| TA6 | Ti - 5Al | 中强合金、航空部件。 |
| TA7 | Ti - 5Al - 2. 5SnELI | 超低间隙元素级、低温合金。 |
| TA7ELI | Ti - 5Al - 2. 5SnELI | 超低间隙元素级、低温合金。 |
| TA9 | Ti - 0. 2pd | 相当于G7,耐蚀合金。 |
| TA10 | Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni | 相当于G12 ,耐蚀合金。 |
| TB2 | Ti - 5Mo - 5V - 8Cr - 3Al | 高强高韧合金，航空部件。 |
| TB3 | Ti - 3. 5Al - 10Mo - 8V - 1Fe | 高强高韧合金，航空部件。 |
| TB4 | Ti - 4Al - 7Mo - 10V - 2Fe - 1Zr | 高强高韧合金，航空部件。 |
| TC1 | Ti - 2Al - 1. 5Mn | 定强度高塑合金，航空部件。 |
| TC2 | Ti - 4Al - 1. 5Mn | .定强度高塑合金，航空部件。 |
| TC3 | Ti - 5Al - 4V | 高强韧合金，航空部件。 |
| TC4 | Ti - 6Al - 4V | 相当于Gr5,广泛应用于航空、民用。 |
| TC6 | Ti - 6Al - 1. 5Cr - 2. 5Mo - 0. 5Fe - 0. 3Si | 热强合金，航空部件。 |
| TC9 | Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 2. 5Sn - 0. 3Si | 热强合金,航空部件。 |
| TC10 | Ti - 6Al - 6V - 2Sn - 0. 5Cu - 0. 5Fe | 热强合金 ,航空部件、火炮。 |
| TC11 | Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 1. 5Zr - 0. 3Si | 热强合金 ,航空部件。 |
| TC12 | Ti - 5Al - 4Mo - 4Cr - 2Zr - 2Sn - 1Nb | 热强合金 ,航空部件。 |
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