鈦合金棒的應(yīng)用及特性在國內(nèi)行業(yè)取得了迅速發(fā)展

一、引言

鈦合金棒最大特點是密度小，強度高，耐腐蝕性能好，還具有良好的中溫強度和低溫韌性，鈦合金棒及鈦合金材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較差，鈦合金棒還是無磁的。從1948年美國首次將鈦合金棒投入工業(yè)化生產(chǎn)半個多世紀(jì)以來，鈦合金棒的應(yīng)用在十個行業(yè)取得了迅速發(fā)展，應(yīng)用的同時也收到了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，并且TC4鈦棒、TC11鈦棒、TC6鈦棒成為宇航、海洋、石油工業(yè)、和TA9鈦棒在化學(xué)、石油化學(xué)工業(yè)必不可少的工程材料。

二、應(yīng)用領(lǐng)域及特性

1、TC4鈦棒的應(yīng)用領(lǐng)域及特性

1）TC4鈦棒(Ti-6A1-4V)屬于α+β型合金，用量大。

2）TC4鈦棒有良好的工藝性能，其常規(guī)熱變形在兩相區(qū)進(jìn)行，變形量必須大于50%才能將粗大的原始魏氏體組織改造成等軸組織。

3）變形加工后的TC4鈦棒，根據(jù)不同需要，可采用去應(yīng)力退火(goo℃保溫、空冷)、普通退火(700一sao℃保溫、空冷)、再結(jié)晶退火(940℃保溫后爐冷至480℃空冷)及雙重退火(940℃保溫空冷+700℃保溫空冷)等熱處理工藝。去應(yīng)力退火及普通退火所得組織為非再結(jié)晶或部分再結(jié)晶組織，強度較高;再結(jié)晶退火后得等軸。α+晶間β組織，塑性較好;雙重退火后得到等軸α+β組織，接近雙態(tài)組織形態(tài)，具有較好的綜合性能(Qb約為900一1000MPa, ￠為10% ,ψ約為35%一45 %)。

4）TC4鈦棒進(jìn)行強化熱處理，強度可提高20%一30%。一般認(rèn)為，在850℃- 950℃時效可以獲得初生α量適當(dāng)?shù)娘@微組織和較好的綜合性能。TC4合金的淬透勝較差，采用強化熱處理的零件橫截面一般不大于40 mm。

5）TC4合金具有較好的焊接性，焊縫區(qū)溫度不低于基體的90%;塑性也與荃體金屬相近。

6）TC4合金的抗蝕性接近純鈦，可在400℃以下長時間工作，短時::L作溫度可達(dá)700℃一750℃當(dāng)合金中氧、氮含量在低水平時，TC4EL,1合金還能在一I 96℃保持良好塑性，可用來制作低溫高壓容器。

2、TA9鈦棒的應(yīng)用領(lǐng)域及特性

TA9鈦棒（鈦鈀合金）在氧化性介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐腐蝕性。對還原性介質(zhì)也有一定的耐腐蝕能力，尤其能改善其在高氯離子濃度介質(zhì)中的抗縫隙腐蝕能力。TA9鈦棒含0.2%鈀，TA9鈦鈀合金在5%沸騰硫酸中，可以使腐蝕率從48.26mm/a（工業(yè)純鈦）降低到0.508mm/a，耐腐蝕能力提高約95倍。該合金具有良好的加工、成型和焊接性能，但含有貴金屬鈀，成本高。

Ti-Pd合金有Ti-0.2Pd、Ti-0.15Pd及Ti-0.13Pd,其中以Ti-0.2Pd應(yīng)用較多,用于各種強腐蝕環(huán)境的反應(yīng)器、塔器、高壓釜、換熱器、泵、閥、離心機、分離機、管道、管件、電解槽中 。

3、TC11鈦棒的應(yīng)用領(lǐng)域及特性

目前TC11鈦棒在石油、天然氣、地?zé)峁I(yè)的勘探和生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于鉆桿、 海上平臺承重架、井下管具、應(yīng)力接頭、海油生產(chǎn)、油井維修支承架以及海洋平臺張拉力部件、深水隔水導(dǎo)管、壓井管線、輸出立管等。TC11鈦棒的特點：密度小，質(zhì)地輕、耐腐蝕性能好、拉力強度高、高強度、高硬度、耐高壓、耐高溫、耐低溫、耐磨、耐腐蝕。

TC11因為有著卓越的耐高溫及極高力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于化工，航空，石油開采，船舶工業(yè)等領(lǐng)域。

鈦合金鉆鋌、鈦合金鉆桿不僅具有鋼鉆鋌、鉆桿的強度，而且具有合成材料的柔性、比較輕的質(zhì)量、良好的耐腐蝕性和耐用性。特別是在短半徑水平井鉆井的高應(yīng)力狀態(tài)下，其壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼鉆桿、鋼鉆鋌。

近年來隨著全球海洋化的進(jìn)展以及鈦原材料價格不斷下跌，鈦在建筑、裝飾領(lǐng)域的需求量和應(yīng)用范圍正在不斷拓展，預(yù)計今后幾年在建筑、裝飾行業(yè)鈦棒需求量將達(dá)5000噸以上，海洋工程和海島建設(shè)鈦棒需求量將達(dá)5000噸以上，造船工業(yè)用鈦量將達(dá)5000噸以上。而我國現(xiàn)在還沒有一家專業(yè)從事建筑裝飾用鈦棒生產(chǎn)企業(yè)，只是將工業(yè)用材料簡單的應(yīng)用于民用領(lǐng)域，與市場和行業(yè)需求差距較大，急需建立專業(yè)化生產(chǎn)線，滿足這一領(lǐng)域的各項專業(yè)化需求。

鈦合金棒是目前能大量生產(chǎn)的、價格最低的、幾乎完全不被海水腐蝕的金屬。作為建筑材料，鈦合金棒的反射率較小，并呈現(xiàn)淡銀灰色，擁有迷人的金屬自然光澤。寶雞鈦產(chǎn)業(yè)研究院將生產(chǎn)建筑裝飾用鈦材，主要是應(yīng)用于建筑物的屋頂，其次是大廈的幕墻、港灣設(shè)施、橋梁、海底隧道、外壁、裝飾物、小配件類、立柱裝飾、外裝、紀(jì)念碑、標(biāo)牌、門牌、欄桿、管道、防蝕被覆等。