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化工用钛材的中美标准对比及评述

来源:      2020-9-11 8:58:13      点击:

       钛具有良好的耐蚀性、密度小、强度高的特性 , 得到广泛应用。但工业纯钛还存在诸如缝隙腐蚀 ,不耐还原性酸 , 含固体颗粒物料的冲蚀 , 高温强度低 , 蠕变 , 氧化与氢化等问题 , 曾经发生过早期损伤事 故。为此我国根据美、日、俄等国信息进行仿制与创新 , 研制了 Ti - 0. 2Pd , Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni , Ti - 2Ni , Ti - 15Mo , Ti - 32Mo 等耐蚀钛合金 , 并以管、板、棒、 丝、锻件与铸件成功地应用于CPI(石油化学工业) 设备与部件中。加入 WTO 后 , 我国钛工业面临着严峻的国际竞争 ,钛材的国标 ( GB) 也应与国外先进标准接轨。

     钛及钛合金标准

     目前钛材的国际标准 ( ISO) 数量较少 ,而美国标准因技术含量较高被广泛接受。美国钛材标准体系CPI常用 ASTM。我国钛材国际以满足民用为主 ,兼顾军用 ,采标对象主要是 ASTM。

      钛材的 GB 与 ASTM标 准体系既有共同之处 ,又各具特色。表 1 为 ASTM钛 及钛合金牌号 , 表 2 为 GB 钛及钛合金牌号 , 表 3 为 钛材 GB 与 ASTM标准构成情况对比。

钛及钛合金
牌号 主要成分( %) 主要特点与应用
Gr1 工业纯钛Fe0. 20 C0. 08
N0. 03 O0. 18 H0. 015
纯钛中强度最低,塑性最好,用于深加工及高度加工成形的板带材,如板式换热器。
Gr2 工业纯钛Fe0. 30 C0. 08
N0. 03 O0. 25 H0. 015
强度高塑性好,CPI应用广泛,如管式换热器、容器、管子
Gr3 工业纯钛Fe0. 30 C0. 08
N0. 05 O0. 35 H0. 015
强度比G2稍高,塑性稍低用于焊接管道、容器
Gr4 工业纯钛Fe0. 50 C0. 08
N0. 05 O0. 40 H0. 015
纯钛中强度最高,用于宇航部件CPI-般不用
Gr5 Ti-6Al-4VFe0.30 C0.08 N0.05 O0. 20 H0.015 可热处理强化,强度很高,a-β合金较好的耐温性,耐蚀性稍次于工业纯钛,用于宇航舰船,CPI用王旋转部件轴离心机透平机部件。
Gr6 Ti - 5Al - 2. 5Sn α合金,耐蚀性稍次于工业纯钛,适用于425 °C以下有一-定强度要求的零部件,主要用于飞机部件也用干高温强度的化工设备
Gr7 Ti - 0. 15pd 以Cr2为基 物机性能同G2,抗缝蚀性能提高到260°C,抗还原性稀酸性能提高,应用包括G2全部领域以及密封面等易产生缝隙及结垢部件
Gr9 Ti - 3Al - 2. 5V 强度高,但比G5低,耐蚀性稍次于工业纯钛,主要用于宇航,海洋,CPI用于旋转部件、管道、紧固件
Gr10 Ti-11. 5Mo-6Zr-4.5Sn 强度高,但比G5低,主要用于宇航部件B合金、抗热盐SCC。
Gr11 Ti- 0.15pd以Gr1为基 物机性能同G1,用于深加工的耐蚀,抗缝蚀设备与部件
Gr12 Ti-0. 3Mo-0. 8Ni 强度介于G3与G4之间,但耐温性较高,耐蚀性、抗缝蚀性高于工业纯钛,但次于G7,可代G7用干易产生缝蚀部件或用于350°C以下要求耐蚀与强度部件.
Gr13 Ti - 0. 5    Ni - 0. 05
Ru Fe0. 20   O0. 10
可代替G7,G11 ,用于抗缝蚀,抗稀还原性酸设备与部件。
Gr14 Ti - 0. 5    Ni - 0. 05
Ru Fe0. 30   O0. 15
同上,强度较Gr13高
Gr15 Ti - 0. 5    Ni - 0. 05
Ru Fe0. 30   O0. 25
同上,强度较G14高
Gr16 Ti - 0. 05Pd 以Gr2为基 物机性能同G2,节Pd,应用同G7
Gr17 Ti - 0. 05Pd 以Gr1为基 物机性能同G1, 节Pd ,应用于G11
Gr18 Ti-3Al-2.5V-0.05Pd以Gr9为基 物机性能同G9,用于高强度,且较高温度,较高酸度抗蚀环境的设备与部件。
Gr19 Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr-0.05Pd β合金,抗蚀性佳,强度高,用于舰船。
Gr20 Ti-3.5Al-4Mo-6Cr-8V-4Zr β合金,强度高,一定的耐蚀性,抗疲劳性好,用于油气开采的弹簧材料及其它部件。
Gr21 Ti-3Al-15Mo-0.2Si-2.5Nb-0.05Pd β合金,抗蚀性佳,抗氧化性,抗蠕变,可用于700°C高强度设备部件
Gr23 Ti - 6Al - 4V EL1 超间隙元素级,用于低温,抗SCC的设备部件,如海底管道钻井立管。
Gr24 Ti - 6Al - 4V - 0. 05Pd以Gr5为基 物机性能同G5,用于高温高强度高抗蚀性环境的设备与部件。
Gr25 Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Pd 同上
Gr26 Ti - 0. 10Ru 以Gr2为基 物机性能同G2,以Ru代Pd,用途同G7。
Gr27 Ti - - 0. 10Ru 以Gr1为基 物机性能同Gr1,以Ru代Pd,用途同G11
Gr28 Ti - 3Al - 2. 5V - 0. 10Ru 以Gr9为基 物机性能同G9,用途同G18
Gr29 Ti - 6Al - 4VELI - 0. 10Ru 以Gr23为基 物机性能同G23,用于低温,抗缝蚀,抗SCC的设备部件。
Gr30 Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co 物机性能同G1,用途同Gr17,但耐蚀性更好。
Gr31 Ti - 0. 05Pd - 0. 4Co 物机性能同G2,用途同G16,但耐蚀性更好。
Gr33 Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01Pd-0.03RuFe0.20 O0.10 加Cr,节Pd ,Ru,抗缝蚀、抗稀还原性酸同Gr7、G11,用途同Gr7、G11。
Gr34 Ti-0.4Ni-0.15Cr-0.01
Pd-0. 03RuFe0.30O0.15
同上,强度稍高于G33。
GB 钛及钛合金
牌号 主要成分( %) 主要特点与应用
TA0 工业纯钛Fe0. 15 C0. 10N0. 03 O0. 15 H0. 015 相当于Gr1
TA1 工业纯钛Fe0. 25 C0. 10N0. 03 O0. 20 H0. 015 相当于G2
TA2 工业纯钛Fe0. 30 C0. 10N0. 05 O0. 25 H0. 015 相当于Gr3,广泛应用于民用。
TA3 工业纯钛Fe0. 40 C0. 10N0. 05 O0. 30 H0. 015 相当于Gr4
TA4 Ti - 3Al 定强度高塑合金 、航空部件。
TA5 Ti - 4Al - 0. 005B 定强度高塑合金、舰船部件。
TA6 Ti - 5Al 中强合金、航空部件。
TA7 Ti - 5Al - 2. 5SnELI 超低间隙元素级、低温合金。
TA7ELI Ti - 5Al - 2. 5SnELI 超低间隙元素级、低温合金。
TA9 Ti - 0. 2pd 相当于G7,耐蚀合金。
TA10 Ti - 0. 3Mo - 0. 8Ni 相当于G12 ,耐蚀合金。
TB2 Ti - 5Mo - 5V - 8Cr - 3Al 高强高韧合金,航空部件。
TB3 Ti - 3. 5Al - 10Mo - 8V - 1Fe 高强高韧合金,航空部件。
TB4 Ti - 4Al - 7Mo - 10V - 2Fe - 1Zr 高强高韧合金,航空部件。
TC1 Ti - 2Al - 1. 5Mn 定强度高塑合金,航空部件。
TC2 Ti - 4Al - 1. 5Mn .定强度高塑合金,航空部件。
TC3 Ti - 5Al - 4V 高强韧合金,航空部件。
TC4 Ti - 6Al - 4V 相当于Gr5,广泛应用于航空、民用。
TC6 Ti - 6Al - 1. 5Cr - 2. 5Mo - 0. 5Fe - 0. 3Si 热强合金,航空部件。
TC9 Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 2. 5Sn - 0. 3Si 热强合金,航空部件。
TC10 Ti - 6Al - 6V - 2Sn - 0. 5Cu - 0. 5Fe 热强合金 ,航空部件、火炮。
TC11 Ti - 6. 5Al - 3. 5Mo - 1. 5Zr - 0. 3Si 热强合金 ,航空部件。
TC12 Ti - 5Al - 4Mo - 4Cr - 2Zr - 2Sn - 1Nb 热强合金 ,航空部件。

现行钛材 ASTM 与 GB 系列标准对照
类别 ASTM GB
化学成分 :加工材铸件 - GB/ T3620 - 1994GB/ 15073/ 1994
板材(薄、厚板) 带材、箔材 B256 - 95 GB/ T3621 - 1994GB3622 - 1999
线材 B863 - 95 GB/ T3623 - 1998
棒及棒坯 B348 - 95 GB/ T2965 - 1996
锻件、饼、环材 B381 - 94 GB/ T16598 - 1996
管材 :一般用途         换热器用 B337 - 95B338 - 95 GB/ T3624 - 1995 GB/ T3625 - 1995
铸件 B367 - 93 GB/ T6614 - 1994
连接件 B363 - 93 -
复合材 :钛钢板 钛 - 不锈钢板 - GB85471987 GB85461987
海绵钛 B299 - 92 GB2524 - 1981