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化工用鈦材的中美標(biāo)準(zhǔn)對比及評述

具有良好的耐蝕性、密度小、強度高的特性 , 得到廣泛應(yīng)用。但工業(yè)純鈦還存在諸如縫隙腐蝕 ,不耐還原性酸 , 含固體顆粒物料的沖蝕 , 高溫強度低 , 蠕變 , 氧化與氫化等問題 , 曾經(jīng)發(fā)生過早期損傷事故。為此我國根據(jù)美、日、俄等國信息進(jìn)行仿制與創(chuàng)新 , 研制了 Ti - 0. 2Pd , Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni , Ti - 2Ni , Ti - 15Mo , Ti - 32Mo 等耐蝕鈦合金 , 并以管、板、棒、 絲、鍛件與鑄件成功地應(yīng)用于CPI(石油化學(xué)工業(yè)) 設(shè)備與部件中。加入 WTO 后 , 我國鈦工業(yè)面臨著嚴(yán)峻的國際競爭 ,鈦材的國標(biāo) ( GB) 也應(yīng)與國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。
鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)
目前鈦材的國際標(biāo)準(zhǔn) ( ISO) 數(shù)量較少 ,而美國標(biāo)準(zhǔn)因技術(shù)含量較高被廣泛接受。美國鈦材標(biāo)準(zhǔn)體系CPI常用 ASTM。我國鈦材國際以滿足民用為主 ,兼顧軍用 ,采標(biāo)對象主要是 ASTM。
鈦材的 GB 與 ASTM標(biāo) 準(zhǔn)體系既有共同之處 ,又各具特色。表 1 為 ASTM鈦 及鈦合金牌號 , 表 2 為 GB 鈦及鈦合金牌號 , 表 3 為 鈦材 GB 與 ASTM標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成情況對比。

鈦及鈦合金
牌號 主要成分( %) 主要特點與應(yīng)用
Gr1 工業(yè)純鈦Fe0. 20 C0. 08
N0. 03 O0. 18 H0. 015
純鈦中強度最低,塑性最好,用于深加工及高度加工成形的板帶材,如板式換熱器。
Gr2 工業(yè)純鈦Fe0. 30 C0. 08
N0. 03 O0. 25 H0. 015
強度高塑性好,CPI應(yīng)用廣泛,如管式換熱器、容器、管子
Gr3 工業(yè)純鈦Fe0. 30 C0. 08
N0. 05 O0. 35 H0. 015
強度比G2稍高,塑性稍低用于焊接管道、容器
Gr4 工業(yè)純鈦Fe0. 50 C0. 08
N0. 05 O0. 40 H0. 015
純鈦中強度最高,用于宇航部件CPI-般不用
Gr5 Ti-6Al-4VFe0.30 C0.08 N0.05 O0. 20 H0.015 可熱處理強化,強度很高,a-β合金較好的耐溫性,耐蝕性稍次于工業(yè)純鈦,用于宇航艦船,CPI用王旋轉(zhuǎn)部件軸離心機(jī)透平機(jī)部件。
Gr6 Ti - 5Al - 2. 5Sn α合金,耐蝕性稍次于工業(yè)純鈦,適用于425 °C以下有一-定強度要求的零部件,主要用于飛機(jī)部件也用干高溫強度的化工設(shè)備
Gr7 Ti - 0. 15pd 以Cr2為基 物機(jī)性能同G2,抗縫蝕性能提高到260°C,抗還原性稀酸性能提高,應(yīng)用包括G2全部領(lǐng)域以及密封面等易產(chǎn)生縫隙及結(jié)垢部件
Gr9 Ti - 3Al - 2. 5V 強度高,但比G5低,耐蝕性稍次于工業(yè)純鈦,主要用于宇航,海洋,CPI用于旋轉(zhuǎn)部件、管道、緊固件
Gr10 Ti-11. 5Mo-6Zr-4.5Sn 強度高,但比G5低,主要用于宇航部件B合金、抗熱鹽SCC。
Gr11 Ti- 0.15pd以Gr1為基 物機(jī)性能同G1,用于深加工的耐蝕,抗縫蝕設(shè)備與部件
Gr12 Ti-0. 3Mo-0. 8Ni 強度介于G3與G4之間,但耐溫性較高,耐蝕性、抗縫蝕性高于工業(yè)純鈦,但次于G7,可代G7用干易產(chǎn)生縫蝕部件或用于350°C以下要求耐蝕與強度部件.
Gr13 Ti - 0. 5 Ni - 0. 05
Ru Fe0. 20 O0. 10
可代替G7,G11 ,用于抗縫蝕,抗稀還原性酸設(shè)備與部件。
Gr14 Ti - 0. 5 Ni - 0. 05
Ru Fe0. 30 O0. 15
同上,強度較Gr13高
Gr15 Ti - 0. 5 Ni - 0. 05
Ru Fe0. 30 O0. 25
同上,強度較G14高
Gr16 Ti - 0. 05Pd 以Gr2為基 物機(jī)性能同G2,節(jié)Pd,應(yīng)用同G7
Gr17 Ti - 0. 05Pd 以Gr1為基 物機(jī)性能同G1, 節(jié)Pd ,應(yīng)用于G11
Gr18 Ti-3Al-2.5V-0.05Pd以Gr9為基 物機(jī)性能同G9,用于高強度,且較高溫度,較高酸度抗蝕環(huán)境的設(shè)備與部件。
Gr19 Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr-0.05Pd β合金,抗蝕性佳,強度高,用于艦船。
Gr20 Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr β合金,強度高,一定的耐蝕性,抗疲勞性好,用于油氣開采的彈簧材料及其它部件。
Gr21 Ti-3Al-15Mo-0.2Si-2.5Nb-0.05Pd β合金,抗蝕性佳,抗氧化性,抗蠕變,可用于700°C高強度設(shè)備部件
Gr23 Ti - 6Al - 4V EL1 超間隙元素級,用于低溫,抗SCC的設(shè)備部件,如海底管道鉆井立管。
Gr24 Ti - 6Al - 4V - 0. 05Pd以Gr5為基 物機(jī)性能同G5,用于高溫高強度高抗蝕性環(huán)境的設(shè)備與部件。
Gr25 Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Pd 同上
Gr26 Ti - 0. 10Ru 以Gr2為基 物機(jī)性能同G2,以Ru代Pd,用途同G7。
Gr27 Ti - - 0. 10Ru 以Gr1為基 物機(jī)性能同Gr1,以Ru代Pd,用途同G11
Gr28 Ti - 3Al - 2. 5V - 0. 10Ru 以Gr9為基 物機(jī)性能同G9,用途同G18
Gr29 Ti - 6Al - 4VELI - 0. 10Ru 以Gr23為基 物機(jī)性能同G23,用于低溫,抗縫蝕,抗SCC的設(shè)備部件。
Gr30 Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co 物機(jī)性能同G1,用途同Gr17,但耐蝕性更好。
Gr31 Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co 物機(jī)性能同G2,用途同G16,但耐蝕性更好。
Gr33 Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01Pd-0.03RuFe0.20 O0.10 加Cr,節(jié)Pd ,Ru,抗縫蝕、抗稀還原性酸同Gr7、G11,用途同Gr7、G11。
Gr34 Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01
Pd-0. 03RuFe0.30O0.15
同上,強度稍高于G33。
GB 鈦及鈦合金
牌號 主要成分( %) 主要特點與應(yīng)用
TA0 工業(yè)純鈦Fe0. 15 C0. 10N0. 03 O0. 15 H0. 015 相當(dāng)于Gr1
TA1 工業(yè)純鈦Fe0. 25 C0. 10N0. 03 O0. 20 H0. 015 相當(dāng)于G2
TA2 工業(yè)純鈦Fe0. 30 C0. 10N0. 05 O0. 25 H0. 015 相當(dāng)于Gr3,廣泛應(yīng)用于民用。
TA3 工業(yè)純鈦Fe0. 40 C0. 10N0. 05 O0. 30 H0. 015 相當(dāng)于Gr4
TA4 Ti - 3Al 定強度高塑合金 、航空部件。
TA5 Ti - 4Al - 0. 005B 定強度高塑合金、艦船部件。
TA6 Ti - 5Al 中強合金、航空部件。
TA7 Ti - 5Al - 2. 5SnELI 超低間隙元素級、低溫合金。
TA7ELI Ti - 5Al - 2. 5SnELI 超低間隙元素級、低溫合金。
TA9 Ti - 0. 2pd 相當(dāng)于G7,耐蝕合金。
TA10 Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni 相當(dāng)于G12 ,耐蝕合金。
TB2 Ti - 5Mo - 5V - 8Cr - 3Al 高強高韌合金,航空部件。
TB3 Ti - 3. 5Al - 10Mo - 8V - 1Fe 高強高韌合金,航空部件。
TB4 Ti - 4Al - 7Mo - 10V - 2Fe - 1Zr 高強高韌合金,航空部件。
TC1 Ti - 2Al - 1. 5Mn 定強度高塑合金,航空部件。
TC2 Ti - 4Al - 1. 5Mn .定強度高塑合金,航空部件。
TC3 Ti - 5Al - 4V 高強韌合金,航空部件。
TC4 Ti - 6Al - 4V 相當(dāng)于Gr5,廣泛應(yīng)用于航空、民用。
TC6 Ti - 6Al - 1. 5Cr - 2. 5Mo - 0. 5Fe - 0. 3Si 熱強合金,航空部件。
TC9 Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 2. 5Sn - 0. 3Si 熱強合金,航空部件。
TC10 Ti - 6Al - 6V - 2Sn - 0. 5Cu - 0. 5Fe 熱強合金 ,航空部件、火炮。
TC11 Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 1. 5Zr - 0. 3Si 熱強合金 ,航空部件。
TC12 Ti - 5Al - 4Mo - 4Cr - 2Zr - 2Sn - 1Nb 熱強合金 ,航空部件。
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