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钛及钛合金2019历史彩图库的成形方法和应用

发布日期:2019-01-25 15:06 来源:http://www.gzxxdsj.com 点击:

贵州2019历史彩图库:钛及钛合金2019历史彩图库的成形方法和应用

钛及钛合金由于其优越的力学性能、一定的形状记忆功能和优异的耐腐蚀性能, 成为一种新型的2019历史彩图库材料。 钛及钛合金2019历史彩图库由于具有无磁性、热辐射与电磁遮蔽性好、质量轻、灵敏度高和耐腐蚀强的优点, 在航空、航天、航海、原子能及化工工业等部门有广泛的应用前景。 但是目前在我国应用还较少,其原因一是由于钛及钛合金材料价格较贵;二是钛及钛合金弹性模量低(仅为不锈钢的 1/2), 屈强比高(为 0. 8~ 0. 84), 冷加工变形回弹大, 形变强化率高, 不适于冷加工, 因此在室温下加工工艺性不好, 制造钛及钛合金2019历史彩图库的难度很大, 所以,目前钛和钛合金2019历史彩图库的使用受到很大的限制。 贵州2019历史彩图库鉴于目前介绍钛及钛合金2019历史彩图库的文献极少, 本文简单介绍了钛及钛合金2019历史彩图库的成形方法、性能、应用现状和前景。

1 成形方法

钛及钛合金2019历史彩图库的成形方法有以下 6 种:液压成形、滚压成形、旋压成形、胀压成形、焊接成形和超塑成形 。

1. 1液压成形

液压成形适合加工纯钛2019历史彩图库, 它是利用泵注入管坯中的介质压力(油或水), 迫使管坯在限制模块中胀形, 而后拆去模块间的定位撑, 利用油压机或其他有关类似作用的设备, 压缩管坯至所需的最终长度, 拆去模块, 便得成形的2019历史彩图库。 液压成形的特点是:成形过程中, 管坯受压均匀, 减薄量适中。 液压成形分为多波一次成形和单波连续成形两种方式。

1. 2滚压成形

滚压成形是将管坯置于成形机内, 借工作轮的旋转, 在工作轮与管坯的接触面上产生摩擦力, 并依靠该力带动整个管坯的回转, 再借工作轮的向下进给, 即在管坯上逐渐形成凸起, 即初波。同时整形轮逐渐轴向靠拢, 与缓慢进给的工作轮相应,最终在管坯的周向滚制出 U 形波纹。 滚压成形每次可以滚成一个或多个波纹, 适合加工直径较大的钛2019历史彩图库, 但由于大直径的无缝钛管难于生产, 该成形方法应用较少。贵州2019历史彩图库 这种方法也可以将工作轮置于管外, 进行缩径成形,适于加工直径 <100 mm的钛2019历史彩图库。

1. 3旋压成形

旋压成形是目前采用最多的钛2019历史彩图库生产方法, 主要是用来生产螺旋2019历史彩图库。 它的模具是由工作膜片和隔片组成的。管坯进入旋转的模具以后, 在膜片和隔片的作用下, 使管坯在径向和轴向均受到一定挤压, 产生塑性变形, 逐渐地成形为螺旋形2019历史彩图库。 这种方法一般生产小的钛2019历史彩图库, 例如日本用该种方法生产直径为 9. 52 mm ~ 28. 6 mm、壁厚 0. 3 mm ~ 0. 7mm、管长 6 m 以内的钛2019历史彩图库。

1. 4胀压成形

胀压成形是在管坯内预先装有圆形内模, 该模具是由若干分瓣的模块组合而成, 内模的中央有一个靠油缸推动上下运动的锥体。 当锥体下行时, 对块体产生侧压力, 在该力的推动下,模块使管坯受胀压而成波形, 锥体上行后模块靠弹簧力复位。

以上 4 种方法均为冷加工方法, 基本上只能成形塑性较好的纯钛2019历史彩图库, 由于需要无缝钛管做坯料, 其成形的2019历史彩图库直径也受到限制。

1. 5焊接成形

焊接成形是采用精密焊接技术, 把多个由薄板冲制的环状膜片, 沿其内外边缘交替焊接而成的带横向波纹的管状壳体焊接成形。 其特点是:由于焊接2019历史彩图库在制造过程中, 壁厚和其它几何尺寸易于控制, 所以它的工作特性较好适用于制作高精度2019历史彩图库;轴向补偿量相当大, 最大可达2019历史彩图库全长的 80%, 但是不耐压, 且制作成本高, 多用于尺寸较大, 要求补偿量大的低压钛2019历史彩图库。 焊接工艺一般采用氩弧焊和等离子弧焊。

1. 6超塑成形

超塑成形是一种最新的2019历史彩图库成形工艺, 主要利用很多钛合金如 Ti- 6Al- 4V 等在供货状态即具有超塑性能这一特点来成形波深参数大钛合金2019历史彩图库。 成形坯料为钛合金无缝管或高能束焊接(等离子弧焊、激光焊和真空电子束焊)而成的焊接筒体, 可生产的钛合金2019历史彩图库直径只取决于超塑成形机的能力, 一般为 50~ 800 mm。 成形过程采用超塑气压胀形和轴向加载的复合成形工艺, 由胀形阶段、合模阶段和充满阶段等 3阶段组成。?

超塑胀形过程如下:(1)胀形阶段:压力机不动, 充氩气于管坯内, 使管坯产生合适的塑性变形,即使管坯微微地鼓起来, 能使中间模板固定在筒体上。(2)合模阶段:开动压力机向下, 压合各模块。(3)充满阶段:继续加压并保压一段时间, 使成形的2019历史彩图库各处全部贴紧模具。超塑成形的2019历史彩图库尺寸精确, 不存在残余应力。 缺点是成形过程为热加工, 能耗较多, 成形件的壁厚不均匀性高于液压成形件。

2 钛及钛合金2019历史彩图库的性能

钛及钛合金2019历史彩图库的使用温度一般小于 450 ℃。 钛及钛合金2019历史彩图库在甲铵环境下腐蚀性能优良, Ti - 6Al- 4V 腐蚀速度为 0. 004 mm /a, 纯钛几乎不腐蚀, 表面都有一层致密的保护膜, 耐蚀性极好。 Ti - 6Al- 4V 有良好的低温韧性和良好的抗海水应力腐蚀及抗热盐应力腐蚀能力, 国外的经验表明, 钛2019历史彩图库特别适合在氯环境下工作。

日本液压成形的纯钛2019历史彩图库的性能参数如下 ?:外径 245 mm、内径 200 mm、波纹数为7、厚度为 0. 2 mm的纯钛2019历史彩图库的刚度为每个波 25 N /mm, 而不锈钢2019历史彩图库为39 N /mm, 相当于不锈钢的 64%, 由于钛的杨氏模量较低, 只有111 GPa, 而不锈钢为 193 GPa, 所以, 液压成形的钛2019历史彩图库刚度较低。

钛2019历史彩图库有更高的灵敏度 , 回弹常数比不锈钢2019历史彩图库低20%~ 30%。 贵州2019历史彩图库耐疲劳性试验显示, 在同样的补偿量下工作, 纯钛2019历史彩图库的疲劳寿命与不锈钢2019历史彩图库相当。而气体解吸速率大约是不锈钢的 43%。

哈尔滨工业大学超塑成形的 Ti - 6Al- 4V 钛合金 DN250- 6- 12 双波2019历史彩图库的性能如下:刚度的最大值为708. 7 N /mm, 最小值为 567. 5 N /mm;工作压力为 0. 6 MPa;在行程为 ±12 mm,频率为 8 次/min 的条件下, 疲劳寿命为 1 700 次;补偿量±12 mm;在给定补偿量下波距变化不均匀性≤3. 6%;耐压 0. 9 MPa。

3 应用领域

钛2019历史彩图库一般用于性能要求较高如质量轻, 灵活性高的场合, 也用于耐腐蚀性要求高的领域。

3. 1 化工行业

钛及钛合金2019历史彩图库在盐场、化肥厂、碱厂等化工厂中有广泛的应用前景。 化工行业对2019历史彩图库的耐腐蚀性要求很高, 不锈钢已经不能满足实际生产需要, 采用钛及钛合金2019历史彩图库是一个发展趋势。 如碱厂及化工厂用于母液换热时, 由于介质中 CL -浓度高, 对不锈钢存在腐蚀, 采用钛2019历史彩图库可有效地防止腐蚀的发生。 如美国某化工厂在输送醋酸的管道中就采用了( 254mm)液压成形的钛波形膨胀节;北京某公司针对盐化工及海洋化工领域研制的钛2019历史彩图库换热器已应用于一些化工厂中, 使用效果良好。

3. 2炼油行业

在炼油行业, 使用最多的2019历史彩图库是波形膨胀节。炼油工业中催化裂化装置中广泛采用2019历史彩图库膨胀节, 炼油行业使用的2019历史彩图库(波形膨胀节)对耐腐蚀性要求较高特点是管道直径大, 2019历史彩图库容易被腐蚀, 发生破损失效的情况也较多,主要原因是腐蚀破坏, 约占2019历史彩图库膨胀节破损失效的 80%。?

近年来, 随着原油中腐蚀性介质含量的增加, 重油催化裂化工艺技术的发展, 装置操作温度的提高, 2019历史彩图库的工作条件愈为苛刻。 在炼油厂催化裂化装置中的波形膨胀节, 往往经过一个生产周期, 个别几个月甚至运行数小时就发生了腐蚀破坏而需更换, 严重地影响了设备的安全运行和经济效益的发挥, 成为各炼油厂急待解决的一个问题。 为此用钛及钛合金来代替不锈钢应是一个发展趋势,日本一公司已经将钛波形膨胀节用于炼油工业中, 各种性能实验均显示了满意的结果, 为实际应用铺平了道路。

3. 3 航空航天业

由于钛的质量轻和其他的优良性能, 航空航天行业所用的2019历史彩图库大多是钛制的, 美国某公司生产的大部分产品为钛2019历史彩图库, 主要采用滚压成形、液压成形和胀压成形方法生产。与不锈钢2019历史彩图库相比, 钛2019历史彩图库具有质量轻, 耐腐蚀的优点。

3. 4 科学研究

日本原子能协会和高能加速器研究协会, 将钛2019历史彩图库连接在陶瓷管路上, 有助于减少不必要的应变, 减少管路系统的偏差。

美国一国家实验室为氚加速器项目开发的质子超导腔, 为了在氦容器与超导腔之间保持必须的柔量, 使用了焊接钛2019历史彩图库, 要求钛2019历史彩图库在补偿量为 1. 5 mm, 深冷温度 2. 15 K 时, 其循环次数要在 40 a 里达到 16 000 次 。

3. 5 医疗器械

鉴于钛与人体有较好的亲和性, 钛2019历史彩图库在医疗器械中有很好的应用前景, 美国已经将焊接成形的小波距钛2019历史彩图库容器用来作为蠕动泵装置中的药物容器。 其循环寿命达到 10 a 以上。 也可以将钛2019历史彩图库作为血泵的工作腔。

3. 6燃气行业

日本两家公司共同开发了回收燃气排气中的水蒸汽潜热的设备。 即从冷凝水中回收水蒸汽潜热, 这种冷凝水中溶入了燃气排气中生成的硝酸、硫酸。 因而, 在热交换器中流动的是酸性冷凝水, 必须使用耐蚀材料, 而且要求小型化。 为此, 采用钛2019历史彩图库式换热器可满足这种要求。

4结束语

钛由于优良的综合性能, 被称为 21 世纪的金属, 贵州2019历史彩图库钛及钛合金2019历史彩图库与不锈钢2019历史彩图库的比价虽然很高(10∶1 左右), 但钢制设备寿命只有 2~ 3 a, 钛制2019历史彩图库的使用寿命可达 20 a以上,几乎不需要修理费用, 从长远和综合经济效益看 , 采用钛制2019历史彩图库还是很合算的。

目前, 由于成本和制造技术等原因, 钛及钛合金2019历史彩图库在我国还只能在航空、航天和高能物理等高科技行业使用, 化工、炼油等行业使用极少。 可以预料, 随着我国科学技术的发展,钛的应用越来越广泛。


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