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钛在合金材料中的应用(二)

—— 钛在黑色金属材料中的应用

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2020-07-13 | 浏览:791 ]
我国从1957年开始研制低合金高强度钢,其中14MnVTi、15MnTi已生产。通过添加Nb、V、Ti,能同时产生晶粒细化和析出强化作用。低合金高强度钢综合性能好,应用广泛。
中国的桥梁用低合金钢09CuPTiRE,耐候性好,能大大延长桥梁的使用寿命。
Ti是一种很强的碳氮化合物形成元素,TiN化合物形成温度高,在钢水凝固过程中形成。除此之外还形成TiO2。钢中氮和氧含量越少,TiN和TiO2尺寸越小,均匀分布能阻止再加热时奥氏体晶粒长大;焊接过程中阻止热影响区晶粒粗化,提高热影响区冲击韧度。Ti含量足够多时,还能生成钛的氮硫化合物,改变钢中的硫化物形态,减少钢的各向异性。

钛也是合金钢的添加元素,一般加入量不多。中国有渗碳钢20CrMnTi,合金结构钢CrMnTi,MnTiB。弹簧钢中也有加Ti的,加入量为0.02%~0.30%。


钛钢复合板-海兵钛镍


超高强度马氏体时效钢,是美国20世纪60年代研制成功的,有18Ni(Ni18Co8Mo3.2Ti0.2A10.1,Ni18Co8Mo5Ti0.4A10.1,Ni18Co9MoTi0.6A10.1及Ni18Co12Mo3.8Ti1.7A10.1四种)时效后析出细小而均匀的金属间化合物Ni3Mo、Ni3Ti、Ni3A1等,从而使钢强化。
20世纪80年代发明无钻马氏体时效钢,其中含Ti量为0.7%~1.8%。马氏体沉淀硬化不锈钢OCr15Ni25Ti2MoAIVB,利用Ni3A1、Ni3Ti等金属间化合物强化。如900~982℃加热(3min/mm),溶火后沉淀硬化处理(718℃16h空冷),其0b为1083MPa,85为25%,少为40%,使用温度可达600~700℃,用于航空发动机受热耐蚀零件。
铁素体时效不锈钢,如00Cr26Ni6Mo4CulTi和00Cr25Ni9Mo3Ti1,经过热处理后用于海水淡化、海底采矿、海洋发电、海港设施及艇船建造等。
耐热的锅炉钢管的牌号中也有加Ti的,如12Cr2MoWVTiB,12Cr3MoVSiTiB等。合金元素V、Nb、Ti是铁素体和强碳化物形成元素,形成细小而弥散的碳化物颗粒,提高钢的高温强度。Nb、Ti和C结合还可降低奥氏体钢在高温下和焊接后产生晶间腐蚀的倾向。
功能合金钢中有Ni-Co-Ti系合金钢已经实用,Ni32Co10Ti4(原子分数)铁磁性形状记忆钢,时效时析出Ni3T相。减振钢中加入1.3%Ti,生成TiC,减少C对减振性能的有损影响,如20Mn17Ti0.8钢,具有良好的减振性。在室温和常压下能迅速吸氢,在适当加温或减压时又能放氢的储氢合金钢,如Ti-Fe系钢性能良好。日本开发的Ti-RE钢,含Ti量为0.9%~1.05%,储氢性能达180mL/g以上,钢很容易活化。钛一氧化物储氢钢,是把Fe7Ti1003弥散到FeTi(x=1.02~1.30)钢中,活化容易,氢化速度快,吸-放氢量大。
铸钢中也有加Ti的,如Mn6Cr2Ti,在低冲击磨损情况下,耐磨性可超过高锰钢。其作用是Ti能细化铸态组织,防止晶界碳化物析出,显著地提高了钢的塑性和韧性,防止热处理脆裂。Ti在奥氏体锰钢中形成TiC和TiN质点,能提高加工硬化能力,并部分地抵消磷量过多的危害。但用量不要超过0.4%Ti,超过0.4%Ti会使钢变脆,常用量为0.05%~0.1%Ti。我国研制的Mn13VTi高锰齿齿板,其使用寿命较常用的Mn13钢有很大提高。ZG30Cr2MnSiMoTi钢,含Ti量为0.06%~0.12%,这种钢适用于p3.2mm以上的球磨机衬板。

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