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新型船用耐蝕鈦合金Ti31\Ti70\Ti91\Ti75\Ti80\Ti-B19高強度鈦合金
我國近十年來研制出一批具有自己特色的不同強度級別的船用耐蝕鈦合金,主要有:Ti31,Ti70,Ti91,Ti75,Ti80,及Ti-B19等。這些鈦合金在保證高耐蝕性的同時,強度級別分別達到630MPa,700MPa,730MPa,850MPa及1250MPa。
以西北有色金屬研究院為主研制的Ti31合金是一種中強耐蝕鈦合金(強度級別為630MPa),屬于低合金化的Ti-Al-Mo-Ni-Zr系近α型鈦合金,Ti31鈦合金集中等強度、高的塑性、良好的易加工性和成型性、優(yōu)異的耐蝕性、可焊性于一體,適于鍛造、軋制、拉伸等加工,產品形式多樣化,可加工成板材、棒材、管材、鍛件、型材和絲材等形式。該合金還具有良好的工藝性,可進行沖壓、彎曲、切削加工。另外,合金還具有優(yōu)異的焊接性。目前,Ti31合金已制成各種形狀法蘭、異徑三通管、管座及閥門等部件,其中大部分是小鍛件機加工而成的。該合金只在退火狀態(tài)下使用,不能采用固溶時效處理進行強化。
西北有色金屬研究院研制的Ti75合金具有自主知識產權,已達到工業(yè)生產規(guī)模。Ti75是低合金化的Ti-3Al-2Mo-2Zr系近α型鈦合金,為730MPa級的中強鈦合金,其主要性能特點是比TA5高的使用強度和很好的工藝塑性。該合金還具有良好的焊接性能和耐腐蝕性能。Ti75鈦合金最適合于制造形狀復雜的板材沖壓并焊接的零部件,在艦船行業(yè)中獲得了廣泛應用。Ti75合金在600℃的天然海水中試驗23天后光亮如初,腐蝕率小于0.0001mm/a;在600℃,3.5%NaCl溶液中浸泡181天,縫隙腐蝕率為0.0001~0.0005mm/a。在室溫天然海水中測得的應力腐蝕斷裂強度因子KISCC為85.3MPa·m1/2;在相對流速為3.07m/s的天然海水中經20天實驗,腐蝕率小于0.001mm/a。
Ti-B19是西北有色金研究院創(chuàng)新研制的一種高強耐蝕鈦合金,該合金是一種新型高強高韌耐蝕近β鈦合金,強度級別達到1250MPa。Ti-B19合金具有高強度、良好塑性、較高的斷裂韌性、可焊性及耐海水腐蝕、沖刷腐蝕和應力腐蝕等綜合性能。該合金也具有良好的加工性,可生產各種規(guī)格的棒、板、絲、餅等,并且具有良好的焊接性能和工藝性能。Ti-B19合金在600℃,3.5%NaCl溶液中無腐蝕發(fā)生,在10m/s流速下,沖刷腐蝕率僅為2.9×10-4mm/a。Ti-B19合金在3.5%NaCl溶液中的應力腐蝕斷裂韌性KISCC為69MPa·m1/2。
我國于90年代開始研制聲納導流罩鈦合金,目前,已研制出兩種聲納導流罩鈦合金:近α型的Ti91合金(西北有色金屬研究院研制)和Ti70合金(寶雞有色金屬工廠為主研制)。Ti91合金具有中等強度(強度級別為700MPa)、高的塑性、良好的透聲性能、冷成形性能、可焊性及耐海水腐蝕等性能的良好匹配,明顯優(yōu)于船用TA5鈦合金。Ti91在600℃海水中浸泡,均勻腐蝕率小于0.001mm/a。Ti91合金綜合性能明顯優(yōu)于等強度合金TC1和TA5。Ti91合金焊接接頭性能達到基材的90%。合金聲學性能良好,1~4mm厚板材的透聲系數大于96%。Ti70合金強度級別為700MPa,在60℃海水中浸泡時均勻腐蝕率為0,焊接性能良好。
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