Comparados com materiais de liga anterior, as ligas de titânio têm muitas vantagens, como baixa densidade, alta resistência específica, resistência à corrosão, excelente desempenho de alta e baixa temperatura, para que possam ser mais amplamente utilizados em muitos campos, como petroquímico, ambiente marinho, biomedicina, aerospace , indústria automotiva e navios navais. A liga de titânio fundida é a liga de titânio obtida pela fundição na forma desejada, da qual a mais amplamente utilizada é a liga ZTC4 (TI-6Al-4V), com desempenho estável do processo, boa resistência e tenacidade à fratura (abaixo de 350 ℃). Como as principais partes de controle de vários ambientes especiais e sistemas especiais de transmissão de oleodutos de fluido fluido, as válvulas se tornaram uma parte importante de muitos equipamentos na produção e pode -se dizer que nenhuma indústria pode passar sem válvulas. Devido aos diferentes requisitos ambientais, de temperatura e mídia em diferentes campos, a seleção de válvulas é particularmente crítica e amplamente valorizada. Liga de titânio e liga de titânio fundido como o corpo principal da válvula devido à sua resistência à corrosão, alta temperatura e desempenho de baixa temperatura, alta resistência e outro bom desempenho superior no campo da válvula tem uma ampla perspectiva.
Ligas de titânio fundidas comumente usadas
1.1 tipos
Com o desenvolvimento de necessidades de ciência e tecnologia e produção, diferentes tipos de ligas de titânio fundido são desenvolvidas e usadas em muitos campos. A partir da composição fotográfica, a liga de titânio de fundição pode ser dividida em tipos α, β e α + β 3; Da força, pode ser dividida em liga de titânio de alta resistência, liga de titânio de alta resistência; Do uso da temperatura ambiental, pode ser dividido em liga de titânio de baixa temperatura (menor ou igual à temperatura ambiente), liga de titânio de temperatura média (400 ℃), liga de titânio de alta temperatura (maior ou igual a 500 ℃) e liga de titânio anti-combustão, etc. Pode-se observar que o uso da liga de titânio fundido é grande, cobrindo quase todos os aspectos e tem um alto valor de mercado.
1.2 Propriedades mecânicas
As ligas de titânio fundido são de vários tipos, como ZTA1, ZTA2, ZTA5 e ZTC4, cobrindo 3 tipos de α, β e α+β, que são expressos como TA, TC e TB, respectivamente, na China
Aplicação da liga de titânio fundido na indústria de válvulas
Pegue a liga de titânio fundida ZTC4 mais usada como exemplo, seu conteúdo de Al é de 5,5% a 6,75%, o conteúdo V é de 3,5% a 4,5%, o restante da composição é Ti. Na Tabela 1, pode ser visto, a resistência à tração da liga de titânio ZTC4 fundido de 895 MPa, força de escoamento de 825 MPa. Suas propriedades mecânicas e o desempenho do aço de alta resistência estão relativamente próximas ao uso de aço podem ser uma boa alternativa ao aço, por outro lado, sua densidade é de apenas 4,4 g/cm3, muito menor que o aço, o que é propício para Redução de peso do equipamento. Por outro lado, sua densidade é de apenas 4,4 g/cm3, muito menor que o aço, o que é propício à redução de peso do equipamento, e também mantém o desempenho superior da resistência à corrosão da liga de titânio, que não é atendida por aço.
Portanto, na futura produção industrial, se a necessidade de redução de peso devido às necessidades de produção, a escolha da liga de titânio de fundição adequada para substituição, não apenas pode reduzir efetivamente o peso do produto, mas também para garantir o desempenho do produto, é um bom escolha.
Aplicação da liga de titânio fundido na indústria de válvulas
2.1 válvulas de titânio marinho
A válvula é geralmente composta de corpo da válvula, tampa da válvula, retalho da válvula, haste da válvula, peça quente, peças de embalagem e acionamento, corpo, tampa da válvula Materiais selecionados para os materiais corporais principais, aba de válvula (porta), bola, assento da válvula, válvula O assento da haste e do selo e outros materiais selecionados chamados materiais de peças internas, além de materiais de fixação; Os materiais comuns da válvula selecionados são ferro fundido cinza, ferro dúctil, liga de liga e liga de cobre, etc., podem ser diversificação seletiva. Mas com as necessidades adicionais de produção, os pesquisadores descobriram que, em algum ambiente de trabalho e condições especiais complexas, os materiais de válvula convencionais não podem atender às necessidades de produção e pesquisa. Nesse momento, o titânio e a liga de titânio por fundição por causa do desempenho superior atraíram a atenção, foram desenvolvidas válvulas de titânio.
O sistema de pipeline marítimo está localizado em um ambiente de trabalho muito severo, o desempenho das válvulas marinhas afeta diretamente a segurança do sistema de pipeline e até o desempenho geral. Já na década de 1960, a Rússia iniciou a pesquisa da liga de titânio naval e, em seguida, desenvolveu liga de titânio marinho β, que foi usado no sistema de tubulação naval militar subsequente, que envolvia válvulas de liga de titânio, como válvulas de globo, válvulas de verificação e válvulas de bola, etc., usando uma ampla gama de tipos e grandes quantidades; Ao mesmo tempo, o sistema de tubulação de navios civis também começou a usar válvulas de titânio. Comparado com a liga de cobre usada anteriormente, aço etc., o teste de água subsequente também mostra que o uso da liga de titânio fundido, sua própria força estrutural e resistência à corrosão e muitos outros aspectos de alta confiabilidade, a vida de serviço também foi significativamente estendida de Os 2 ~ 5 A originais podem ser estendidos a mais de 2 vezes, atraiu atenção generalizada. A válvula de borboleta excêntrica tripla fornecida pelo Instituto de Pesquisa de Construção Naval da China em Luoyang, China, para um certo tipo de navio, é precisamente alterar o esquema de seleção e design de materiais anteriores, usando Ti80 como material principal, a vida útil da válvula é estendida a mais de 25 a, para melhorar a confiabilidade e a praticidade da aplicação de produtos de válvula.
2.2 Válvulas de titânio aeroespacial
No aeroespacial, as ligas de titânio fundidas também têm um bom desempenho, graças à sua boa resistência ao calor e força. Nesse mesmo período da década de 1960, o primeiro julgamento de peças fundidas na aviação dos EUA. Após um período de pesquisa, a partir de 1972, a liga de titânio de elenco começou a ser oficialmente aplicada a aeronaves (Boeing 757, 767 e 777, etc.), não apenas usou a estrutura de liga de titânio mais estática, mas também começou a ser usada em posições -chave, Como o controle da válvula do sistema de tubulação de tubulação, as válvulas comumente usadas são válvulas de segurança, válvulas de verificação etc., reduzindo o custo de fabricação da aeronave, aumentando a segurança e a confiabilidade, enquanto porque a liga de titânio é menos densa em comparação com outras ligas, o peso é apenas sobre 60% do mesmo aço de força, portanto, seu uso generalizado pode promover a aeronave na direção de alta resistência e leve peso constantemente.
Atualmente, as válvulas aeroespaciais são usadas principalmente em pneumático, hidráulico, combustível e lubrificação e muitos outros sistemas de controle, que são mais adequados para resistência à corrosão e alta temperatura ambiente e são uma das partes do setor vital dos veículos aeroespaciais e motores. As válvulas tradicionais geralmente precisam ser substituídas em etapas, ou mesmo incapazes de atender à demanda, enquanto com o tamanho do mercado de válvulas aeroespaciais está se expandindo rapidamente; portanto, a parcela das válvulas de titânio devido ao seu desempenho superior também está aumentando.
2.3 Válvulas de titânio da indústria química
As válvulas químicas são geralmente usadas em alta temperatura, alta pressão, resistência à corrosão e pressão diferencial e outro ambiente geralmente severo; portanto, a escolha apropriada dos materiais para as aplicações da indústria química da válvula parece ser crítica, a seleção precoce de materiais é principalmente aço carbono, Aço inoxidável, etc., o uso de um período de tempo ocorrerá ferrugem e corrosão, a necessidade de manutenção de reposição. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de liga de titânio de fundição e seu desempenho superior é gradualmente descoberto, as válvulas de titânio também aparecem aos olhos das pessoas.
Pegue a usina de produção de ácido tereftálico purificado de fibra química (PTA) como exemplo, o meio de trabalho é principalmente ácido acético e ácido hidrobrômico, que são muito corrosivos, quase 8.000 unidades contendo válvulas de fechamento, válvulas de esferas e outras válvulas precisam ser Usado, a variedade é complicada e a quantidade é enorme; portanto, as válvulas de titânio se tornam uma boa escolha, aumentando a confiabilidade e a segurança do uso. Em geral, devido à natureza corrosiva da uréia, as válvulas na saída e entrada da torre de síntese da uréia podem atender à vida útil de 1 a atingiu os requisitos de uso. E planta de fertilizante shanxi lvliang, planta de fertilizante de Shandong Tengzhou e planta de fertilizante de Henan Lingbao e outras empresas fizeram várias tentativas de finalmente escolher a válvula de alta pressão de titânio H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 e insulsão Válvula BJ45WA-25R-100, 125 E assim por diante para a importação da torre de síntese de uréia, a vida útil é superior a 2 a. Reflete melhor resistência à corrosão [9] e reduz a frequência de substituição da válvula e custo de uso.
A aplicação da liga de titânio fundido no mercado de válvulas não se limita às indústrias acima mencionadas, outros aspectos do desenvolvimento têm um bom desenvolvimento, como o desenvolvimento da nova liga de titânio do Japão Ti-33.5al-1nb-0.5cr-0.5si , com baixa densidade, alta resistência à fluência e boa resistência ao desgaste e muitas outras vantagens, ela é usada na válvula de escape traseira dos motores de automóveis, o que pode melhorar o desempenho de segurança do motor, possui muitas vantagens, como baixa densidade e alta força de fluência e boa resistência ao desgaste.
Liga de titânio fundido em outras indústrias
As outras aplicações das ligas de titânio fundido são mais extensas do que as das ligas de titânio fundido na indústria de válvulas. As ligas de titânio e titânio têm boa resistência à corrosão; portanto, para indústrias petroquímica e outras com requisitos corrosivos é de grande significado, nessas indústrias, bombas de volume, trocadores de calor, compressores e reatores e outros grandes equipamentos necessários para a produção industrial, muitos são usar corrosão- Castings de titânio resistentes, têm a maior demanda de mercado. Campo médico, porque o titânio é reconhecido como um metal seguro, não tóxico e não pesado, de segurança de segurança, tantos auxílios médicos, próteses humanas etc. são ligas de titânio fundidas como material, especialmente em cuidados odontológicos, quase todos julgados e tentados e As peças médicas dentárias testadas são feitas de titânio puro industrial e liga Ti-6Al-4V, com boa biocompatibilidade, propriedades mecânicas e resistência à corrosão. As propriedades são biocompatíveis, mecânicas e resistentes à corrosão. Por outro lado, devido às vantagens da densidade de titânio e liga de titânio, bom desempenho, amplamente usado em tacos de golfe, cabeças de bola, raquetes de tênis, raquetes de badminton e equipamento de pesca e muitos outros equipamentos esportivos, com seus produtos feitos de peso leve, Garantia da qualidade, muito popular entre o público. Por exemplo, a nova liga de titânio SP-700 desenvolvida pelo Japan Pipe (N104) é usada como material de superfície para as cabeças de golfe da Taylor 300 Series e é bem vendida no mercado global de golfe.
Desde o final do século XX, a liga de titânio fundindo em campos petroquímicos, aeroespaciais, biomédicos, da indústria automotiva e de esportes e lazer foi do teste inicial à atual promoção e desenvolvimento vigorosos e gradualmente formou a industrialização e a escala.
Limitações do aplicativo
No entanto, embora o elenco de ligas de titânio, o titânio puro e outros titânio como o corpo principal da válvula e outros produtos, em muitas áreas têm uma ampla perspectiva de aplicação, mas também possui certas limitações.
Comparado a outros materiais metálicos, o titânio como metal emergente, seu tempo de desenvolvimento é muito curto, a aplicação de liga de titânio é de apenas 70 há pouco tempo, portanto, as informações técnicas disponíveis para referência são muito limitadas, ainda no estágio de descoberta. Por um lado, devido à metalurgia do metal de titânio é muito difícil, o custo permanece alto; Por outro lado, devido a ligas de titânio e titânio, os custos de processamento de elenco de liga de titânio são muito altos, o tempo de processamento é longo, os custos de processamento são várias vezes seu valor material, ou até dezenas de vezes, é reconhecido como um dos Os materiais mais difíceis de processar, não podem fazer promoção em larga escala do uso. Portanto, melhorar a tecnologia de fundição do metal de titânio, enquanto procura métodos de processamento adequados é a prioridade atual.
Conclusão
Para o titânio e sua liga de titânio, por um lado, ele tem desempenho superior e é um substituto ideal para muitos materiais como aço e, por outro lado, os recursos de titânio são abundantes, por isso recebeu a atenção de muitos pesquisadores. Embora ainda existam alguns problemas na mineração de recursos de titânio, difíceis de fundição de tecnologia e dificuldades de processamento, a indústria da válvula e a indústria de titânio são igualmente uma indústria vibrante e em rápido desenvolvimento. Juntamente com a futura mineração e produção estáveis de materiais de titânio e a introdução e melhoria de novos processos, lançar ligas de titânio e peças fundidas na indústria de válvulas serão mais maduras e tendem a ampliar o desenvolvimento de aplicações em outros setores também terão aplicação ampla perspectivas.
