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新型船用耐蚀钛合金Ti31\Ti70\Ti91\Ti75\Ti80\Ti-B19高强度钛合金
我国近十年来研制出一批具有自己特色的不同强度级别的船用耐蚀钛合金,主要有:Ti31,Ti70,Ti91,Ti75,Ti80,及Ti-B19等。这些钛合金在保证高耐蚀性的同时,强度级别分别达到630MPa,700MPa,730MPa,850MPa及1250MPa。
以西北有色金属研究院为主研制的Ti31合金是一种中强耐蚀钛合金(强度级别为630MPa),属于低合金化的Ti-Al-Mo-Ni-Zr系近α型钛合金,Ti31钛合金集中等强度、高的塑性、良好的易加工性和成型性、优异的耐蚀性、可焊性于一体,适于锻造、轧制、拉伸等加工,产品形式多样化,可加工成板材、棒材、管材、锻件、型材和丝材等形式。该合金还具有良好的工艺性,可进行冲压、弯曲、切削加工。另外,合金还具有优异的焊接性。目前,Ti31合金已制成各种形状法兰、异径三通管、管座及阀门等部件,其中大部分是小锻件机加工而成的。该合金只在退火状态下使用,不能采用固溶时效处理进行强化。
西北有色金属研究院研制的Ti75合金具有自主知识产权,已达到工业生产规模。Ti75是低合金化的Ti-3Al-2Mo-2Zr系近α型钛合金,为730MPa级的中强钛合金,其主要性能特点是比TA5高的使用强度和很好的工艺塑性。该合金还具有良好的焊接性能和耐腐蚀性能。Ti75钛合金最适合于制造形状复杂的板材冲压并焊接的零部件,在舰船行业中获得了广泛应用。Ti75合金在600℃的天然海水中试验23天后光亮如初,腐蚀率小于0.0001mm/a;在600℃,3.5%NaCl溶液中浸泡181天,缝隙腐蚀率为0.0001~0.0005mm/a。在室温天然海水中测得的应力腐蚀断裂强度因子KISCC为85.3MPa·m1/2;在相对流速为3.07m/s的天然海水中经20天实验,腐蚀率小于0.001mm/a。
Ti-B19是西北有色金研究院创新研制的一种高强耐蚀钛合金,该合金是一种新型高强高韧耐蚀近β钛合金,强度级别达到1250MPa。Ti-B19合金具有高强度、良好塑性、较高的断裂韧性、可焊性及耐海水腐蚀、冲刷腐蚀和应力腐蚀等综合性能。该合金也具有良好的加工性,可生产各种规格的棒、板、丝、饼等,并且具有良好的焊接性能和工艺性能。Ti-B19合金在600℃,3.5%NaCl溶液中无腐蚀发生,在10m/s流速下,冲刷腐蚀率仅为2.9×10-4mm/a。Ti-B19合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀断裂韧性KISCC为69MPa·m1/2。
我国于90年代开始研制声纳导流罩钛合金,目前,已研制出两种声纳导流罩钛合金:近α型的Ti91合金(西北有色金属研究院研制)和Ti70合金(宝鸡有色金属工厂为主研制)。Ti91合金具有中等强度(强度级别为700MPa)、高的塑性、良好的透声性能、冷成形性能、可焊性及耐海水腐蚀等性能的良好匹配,明显优于船用TA5钛合金。Ti91在600℃海水中浸泡,均匀腐蚀率小于0.001mm/a。Ti91合金综合性能明显优于等强度合金TC1和TA5。Ti91合金焊接接头性能达到基材的90%。合金声学性能良好,1~4mm厚板材的透声系数大于96%。Ti70合金强度级别为700MPa,在60℃海水中浸泡时均匀腐蚀率为0,焊接性能良好。
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