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化工用鈦材的中美標準對比及評述
2021-06-25

       鈦具有良好的耐蝕性·₪▩₪│、密度小·₪▩₪│、強度高的特性 , 得到廣泛應用╃☁·。但工業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 , 曾經發生過早期損傷事 故╃☁·。為此我國根據美·₪▩₪│、日·₪▩₪│、俄等國資訊進行仿製與創新 , 研製了 Ti - 0. 2Pd , Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni , Ti - 2Ni , Ti - 15Mo , Ti - 32Mo 等耐蝕鈦合金 , 並以管·₪▩₪│、板·₪▩₪│、棒·₪▩₪│、 絲·₪▩₪│、鍛件與鑄件成功地應用於CPI(石油化學工業) 裝置與部件中╃☁·。加入 WTO 後 , 我國鈦工業面臨著嚴峻的國際競爭 ,鈦材的國標 ( GB) 也應與國外先進標準接軌╃☁·。


  鈦及鈦合金標準

  目前鈦材的國際標準 ( ISO) 數量較少 ,而美國標準因技術含量較高被廣泛接受╃☁·。美國鈦材標準體系CPI常用 ASTM╃☁·。我國鈦材國際以滿足民用為主 ,兼顧軍用 ,採標物件主要是 ASTM╃☁·。

  鈦材的 GB 與 ASTM標 準體系既有共同之處 ,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標準構成情況對比╃☁·。

 

鈦及鈦合金

牌號

主要成分( %)

主要特點與應用

Gr1

工業純鈦Fe0. 20 C0. 08

N0. 03 O0. 18 H0. 015

純鈦中強度最低,塑性最好│₪•·,用於深加工及高度加工成形的板帶材│₪•·,如板式換熱器╃☁·。

Gr2

工業純鈦Fe0. 30 C0. 08

N0. 03 O0. 25 H0. 015

強度高塑性好,CPI應用廣泛│₪•·,

如管式換熱器·₪▩₪│、容器·₪▩₪│、管子

Gr3

工業純鈦Fe0. 30 C0. 08

N0. 05 O0. 35 H0. 015

強度比G2稍高│₪•·,塑性稍低用於焊接管道·₪▩₪│、容器

Gr4

工業純鈦Fe0. 50 C0. 08

N0. 05 O0. 40 H0. 015

純鈦中強度最高│₪•·,用於宇航部件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,耐蝕性稍次於工業純鈦│₪•·,用於宇航艦船│₪•·,CPI用王旋轉部件軸離心機透平機部件╃☁·。

Gr6

Ti - 5Al - 2. 5Sn

α合金│₪•·,耐蝕性稍次於工業純鈦│₪•·,適用於425 °C以下有一-定強度要求的零部件│₪•·,主要用於飛機部件也用幹高溫強度的化工裝置

Gr7

Ti - 0. 15pd 以Cr2為基

物機效能同G2│₪•·,抗縫蝕效能提高到260°C,抗還原性稀酸效能提高│₪•·,應用包括G2全部領域以及密封面等易產生縫隙及結垢部件

Gr9

Ti - 3Al - 2. 5V

強度高,但比G5低│₪•·,耐蝕性稍次於工業純鈦│₪•·,主要用於宇航,海洋│₪•·,CPI用於旋轉部件·₪▩₪│、管道·₪▩₪│、緊韌體

Gr10

Ti-11. 5Mo-6Zr-4.5Sn

強度高,但比G5低│₪•·,主要用於宇航部件B合金·₪▩₪│、抗熱鹽SCC╃☁·。

Gr11

Ti- 0.15pd以Gr1為基

物機效能同G1│₪•·,用於深加工的耐蝕│₪•·,抗縫蝕裝置與部件

Gr12

Ti-0. 3Mo-0. 8Ni

強度介於G3與G4之間│₪•·,但耐溫性較高,耐蝕性·₪▩₪│、抗縫蝕性高於工業純鈦│₪•·,但次於G7,可代G7用幹易產生縫蝕部件或用於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 ,用於抗縫蝕│₪•·,

抗稀還原性酸裝置與部件╃☁·。

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

物機效能同G2,節Pd,應用同G7

Gr17

Ti - 0. 05Pd 以Gr1為基

物機效能同G1│₪•·, 節Pd ,應用於G11

Gr18

Ti-3Al-2.5V-0.05Pd

以Gr9為基

物機效能同G9│₪•·,用於高強度│₪•·,且較高溫度│₪•·,較高酸度抗蝕環境的裝置與部件╃☁·。

Gr19

Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr-0.05Pd

β合金│₪•·,抗蝕性佳│₪•·,強度高│₪•·,用於艦船╃☁·。

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│₪•·,用於油氣開採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│₪•·,可用於700°C高強度裝置部件

Gr23

Ti - 6Al - 4V EL1

超間隙元素級│₪•·,用於低溫│₪•·,抗SCC的裝置部件│₪•·,如海底管道鑽井立管╃☁·。

Gr24

Ti - 6Al - 4V - 0. 05Pd

以Gr5為基

物機效能同G5│₪•·,用於高溫高強度高抗蝕性環境的裝置與部件╃☁·。

Gr25

Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Pd

同上

Gr26

Ti - 0. 10Ru 以Gr2為基

物機效能同G2│₪•·,以Ru代Pd│₪•·,用途同G7╃☁·。

Gr27

Ti - - 0. 10Ru 以Gr1為基

物機效能同Gr1│₪•·,以Ru代Pd,用途同G11

Gr28

Ti - 3Al - 2. 5V - 0. 10Ru 以Gr9為基

物機效能同G9│₪•·,用途同G18

Gr29

Ti - 6Al - 4VELI - 0. 10Ru 以Gr23為基

物機效能同G23│₪•·,用於低溫│₪•·,抗縫蝕│₪•·,抗SCC的裝置部件╃☁·。

Gr30

Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co

物機效能同G1,用途同Gr17,但耐蝕性更好╃☁·。

Gr31

Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co

物機效能同G2│₪•·,用途同G16,但耐蝕性更好╃☁·。

Gr33

Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01

Pd-0.03RuFe0.20 O0.10

加Cr,節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,強度稍高於G33╃☁·。

GB 鈦及鈦合金

牌號

主要成分( %)

主要特點與應用

TA0

工業純鈦Fe0. 15 C0. 10

N0. 03 O0. 15 H0. 015

相當於Gr1

TA1

工業純鈦Fe0. 25 C0. 10

N0. 03 O0. 20 H0. 015

相當於G2

TA2

工業純鈦Fe0. 30 C0. 10

N0. 05 O0. 25 H0. 015

相當於Gr3│₪•·,廣泛應用於民用╃☁·。

TA3

工業純鈦Fe0. 40 C0. 10

N0. 05 O0. 30 H0. 015

相當於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

相當於G7,耐蝕合金╃☁·。

TA10

Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni

相當於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

相當於Gr5,廣泛應用於

航空·₪▩₪│、民用╃☁·。

TC6

Ti - 6Al - 1. 5Cr - 2. 5

Mo - 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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