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TA2鈦板的物理性能研究

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-8-24 11:28:33

近年來,國內外學者雖然對TA2鈦板的蠕變性能、微觀組織等進行了相關的研究,但是,當TA2鈦板作為化工用材時,難免會經歷化工設備中溫度過高等非常規狀態,因此對TA2鈦板在高溫條件下的力學性能進行研究是非常必要的。科研人員立足于TA2鈦板在高溫階段的力學性能,通過分析不同溫度、不同應變速率等參數條件下的TA2鈦板應力-應變曲線,結合微觀組織測試,研究TA2鈦板的最大抗拉強度、彈性模量等主要力學性能參數,以期為TA2鈦板在化工領域的應用提供一定的基礎數據支撐。

所需的TA2鈦板均經過退火。所采用的分析儀器包括光譜直讀分析儀、維氏硬度分析儀、高溫拉伸試驗機、光學顯微鏡等。試驗結果表明:
(1)TA2鈦板硬度均勻,常溫下維氏硬度平均值為174.6。TA2鈦板在常溫下之所以具有較好的力學性能表現,是與其緊密連接的微觀組織分不開的。觀察發現放大400倍時,其主要粒徑長度在25~50um范圍內,最大的晶粒長度可達到50um,最小為15um,多數晶粒的粒徑為25um左右。這些數據表明,退火后的TA2鈦板晶粒粒徑分布較為均勻,且形狀較為規則,大多為多邊形。
(2)溫度一定時,隨著應變速率的增加,TA2鈦板的最大抗拉強度呈現增長趨勢。TA2鈦板的最大抗拉強度受溫度的影響更為明顯。當溫度從300℃升高到1000℃時,最大抗拉強度值由183.34MPa衰減到3.38MPa,且在500~600℃時出現大幅衰減。因此,高溫階段溫度的升高對TA2鈦板的最大抗拉強度值影響十分顯著,且500~600℃是TA2鈦板力學性能出現嚴重衰減的臨界溫度,這在化工方面需引起足夠的重視。
(3)同一溫度下,TA2鈦板的彈性模量E隨著應變速率的升高整體呈現上升趨勢;溫度越高,這種上升趨勢越明顯。當應變速率一定時,TA2鈦板的彈性模量隨溫度的升高而減小,其變化趨勢與最大抗拉強度的變化趨勢非常相似,同樣在500~600℃時出現大幅衰減。

TA2鈦板含鈦(Ti)余量,鐵(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氫(H)≤0.015,氧(O)≤0.25。特點:密度小(4.51KG/m3),熔點高(1660℃),耐腐蝕性強,比強度高。在各種鈦材中,尤其是工業純鈦,TA2鈦板在化工領域的應用將更為廣泛。對工業純鈦日益廣泛的需求,已使針對純鈦性能方面的研究日益受到國內外學者的重視,并成為有色金屬材料研究中的一個重要的前沿領域。在化工鈦設備領域,壓力容器的輕量化趨勢已成為主導方向。隨著國家十大產業振興規劃的實施,與之相關的鈦及鈦合金在化工裝備領域的應用將邁入快速發展的階段。化工中的各種換熱器、塔器、反應釜等都已經用到工業純鈦,比如鈦換熱器、鈦凝汽器、鈦合成塔、鈦脫硫塔等。

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