泵閥常用耐腐蝕材料介紹.doc

泵閥常用耐腐蝕材料1 腐蝕的分類及特點1.1 點蝕點蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點蝕有大有小，一般情況下，點蝕的深度要比其直徑大的多。點蝕經(jīng)唱法生在表面有鈍化膜或保護膜的金屬上.由于金屬材料中存在缺陷、雜質(zhì)和溶質(zhì)等的不均一性，當介質(zhì)中含有某些活性陰離子（如Cl）時，這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面某些點上，從而使金屬表面鈍化膜發(fā)生破壞。一旦這層鈍化膜被破壞又缺乏自鈍化能力時，金屬表面就發(fā)生腐蝕。這是因為在金屬表面缺陷處易漏出機體金屬，使其呈活化狀態(tài)，而鈍化膜處仍為鈍態(tài)，這樣就形成了活性鈍性腐蝕電池，由于陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，所以腐蝕往深處發(fā)展，金屬表面很快就被腐蝕成小孔，這種現(xiàn)象被稱為點蝕.在石油、化工的腐蝕失效類型統(tǒng)計中，點蝕約占20%25%。流動不暢的含活性陰離子的介質(zhì)中容易形成活性陰離子的積聚和濃縮的條件，促使點蝕的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易發(fā)生點蝕.PH值降低、溫度升高都會增加點蝕的傾向。氧化性金屬離子（如Fe3+、Cu2+、Hg2+等）能促進點蝕的產(chǎn)生。但某些含氧陰離子（如氫氧化物、鉻酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽等）能防止點蝕.點蝕雖然失重不大，但由于陽極面積很小，所以腐蝕速率很快，嚴重時可造成設(shè)備穿孔，使大量的油、水、氣泄漏，有時甚至造成火災(zāi)、爆炸等嚴重事故，危險性很大。點蝕會使晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，在很多情況下點蝕是這些類型腐蝕的起源.1.2 縫隙腐蝕在電解液中，金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構(gòu)成狹窄的縫隙，縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動受到了阻滯，形成濃差電池，從而產(chǎn)生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕常發(fā)生在設(shè)備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處，它可以在不同的金屬和不同的腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)，從而給生產(chǎn)設(shè)備的正常運行造成嚴重障礙，甚至發(fā)生破壞事故。對鈦及鈦合金來說，縫隙腐蝕是最應(yīng)關(guān)注的腐蝕現(xiàn)象。介質(zhì)中，氧氣濃度增加，縫隙腐蝕量增加；PH值減小，陽極溶解速度增加，縫隙腐蝕量也增加；活性陰離子的濃度增加，縫隙腐蝕敏感性升高。但是，某些含氧陰離子的增加會減小縫隙腐蝕量.1.3 應(yīng)力腐蝕材料在特定的腐蝕介質(zhì)中和在靜拉伸應(yīng)力（包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等所引起的殘余應(yīng)力，以及裂縫銹蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等）下，所出現(xiàn)的低于強度極限的脆性開裂現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕開裂.應(yīng)力腐蝕開裂是先在金屬的腐蝕敏感部位形成微小凹坑，產(chǎn)生細長的裂縫，且裂縫擴展很快，能在短時間內(nèi)發(fā)生嚴重的破壞。應(yīng)力腐蝕開裂在石油、化工腐蝕失效類型中所占比例最高，可達50%.應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生有兩個基本條件：一是材料對介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性；二是存在足夠高的拉應(yīng)力。導致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力可以來自工作應(yīng)力，也可以來自制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。據(jù)統(tǒng)計，在應(yīng)力腐蝕開裂事故中，由殘余應(yīng)力所引起的占80%以上，而由工作應(yīng)力引起的則不足20%.應(yīng)力腐蝕過程一般可分為三個階段。第一階段為孕育期，在這一階段內(nèi)，因腐蝕過程局部化和拉應(yīng)力作用的結(jié)果，使裂紋生核；第二階段為腐蝕裂紋發(fā)展時期，當裂紋生核后，在腐蝕介質(zhì)和金屬中拉應(yīng)力的共同作用下，裂紋擴展；第三階段中，由于拉應(yīng)力的局部集中，裂紋急劇生長導致零件的破壞.在發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂時，并不發(fā)生明顯的均勻腐蝕，甚至腐蝕產(chǎn)物極少，有時肉眼也難以發(fā)現(xiàn)，因此，應(yīng)力腐蝕是一種非常危險的破壞.一般來說，介質(zhì)中氯化物濃度的增加，會縮短應(yīng)力腐蝕開裂所需的時間。不同氯化物的腐蝕作用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等離子的順序遞減的。發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度一般在50300之間.防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和消除拉應(yīng)力兩方面來采取措施。主要是：一要盡量避免使用對應(yīng)力腐蝕敏感的材料；二在設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)時要力求合理，盡量減少應(yīng)力集中和積存腐蝕介質(zhì)；三在加工制造設(shè)備時，要注意消除殘余應(yīng)力.1.4 腐蝕疲勞腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)與循環(huán)應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的。這種由于腐蝕介質(zhì)而引起的抗腐蝕疲勞性能的降低，稱為腐蝕疲勞。疲勞破壞的應(yīng)力值低于屈服點，在一定的臨界循環(huán)應(yīng)力值（疲勞極限或稱疲勞壽命）以上時，才會發(fā)生疲勞破壞。而腐蝕疲勞卻可能在很低的應(yīng)力條件下就發(fā)生破斷，因而它是很危險的.影響材料腐蝕疲勞的因素主要有應(yīng)力交變速度、介質(zhì)溫度、介質(zhì)成分、材料尺寸、加工和熱處理等。增加載荷循環(huán)速度、降低介質(zhì)的PH值或升高介質(zhì)的溫度，都會使腐蝕疲勞強度下降。材料表面的損傷或較低的粗糙度所產(chǎn)生的應(yīng)力集中，會使疲勞極限下降，從而也會降低疲勞強度.1.5 晶間腐蝕晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中，沿著材料的晶粒間界受到腐蝕，使晶粒之間喪失結(jié)合力的一種局部腐蝕破壞現(xiàn)象。受這種腐蝕的設(shè)備或零件，有時從外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之間的結(jié)合力被破壞，材料幾乎喪失了強度，嚴重者會失去金屬聲音，輕輕敲擊便成為粉末.據(jù)統(tǒng)計，在石油、化工設(shè)備腐蝕失效事故中，晶間腐蝕約占4%9%，主要發(fā)生在用軋材焊接的容器及熱交換器上.一般認為，晶界合金元素的貧化是產(chǎn)生晶間腐蝕的主要原因。通過提高材料的純度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量穩(wěn)定化元素（鈦、鈮），以控制晶界上析出的碳化物及采用適當?shù)臒崽幚碇贫群瓦m當?shù)募庸すに?，可防止晶間腐蝕的產(chǎn)生.1.6 均勻腐蝕均勻腐蝕是指在與環(huán)境接觸的整個金屬表面上幾乎以相同速度進行的腐蝕。在應(yīng)用耐蝕材料時，應(yīng)以抗均勻腐蝕作為主要的耐蝕性能依據(jù)，在特殊情況下才考慮某些抗局部腐蝕的性能.1.7 磨損腐蝕（沖蝕）由磨損和腐蝕聯(lián)合作用而產(chǎn)生的材料破壞過程叫磨損腐蝕。磨損腐蝕可發(fā)生在高速流動的流體管道及載有懸浮摩擦顆粒流體的泵、管道等處。有的過流部件，如高壓減壓閥中的閥瓣（頭）和閥座、離心泵的葉輪、風機中的葉片等，在這些部位腐蝕介質(zhì)的相對流動速度很高，使鈍化型耐蝕金屬材料表面的鈍化膜，因受到過分的機械沖刷作用而不易恢復(fù)，腐蝕率會明顯加劇，如果腐蝕介質(zhì)中存在著固相顆粒，會大大加劇磨損腐蝕.1.8 氫脆金屬材料特別是鈦材一旦吸氫，就會析出脆性氫化物，使機械強度劣化。在腐蝕介質(zhì)中，金屬因腐蝕反應(yīng)析出的氫及制造過程中吸收的氫，是金屬中氫的主要來源。金屬的表面狀態(tài)對吸氫有明顯的影響，研究表明，鈦材的研磨表面吸氫量最多，其次為原始表面，而真空退火和酸洗表面最難吸氫。鈦材在大氣中氧化處理能有效防止吸氫.2 泵閥常用耐蝕材料序號牌 號代 號適 用 介 質(zhì)11Cr18Ni9（Ti）304、18-8、B有機酸、低溫低濃度各種酸堿鹽200Cr18Ni9304L有機酸、低溫低濃度各種酸堿鹽，抗晶間腐蝕30Cr18Ni12Mo2（Ti）316、M稀硫酸、磷酸、有機酸，耐蝕性比304好400Cr18Ni12Mo2Ti316L稀硫酸、磷酸、有機酸，耐蝕性比304好，抗晶間腐蝕50Cr20Ni25Mo5Cu2904有機酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低溫稀硫酸和鹽酸600Cr20Ni25Mo5Cu2904L有機酸（醋酸、甲酸等）、磷酸、低溫稀硫酸和鹽酸，抗晶間腐蝕70Cr30Ni42Mo3Cu2804（因可合金）高溫高濃度燒堿和鹽及高溫40%50%硫酸80Cr20Ni42Mo3Cu2824（因可合金高溫高濃度燒堿和鹽及高溫40%50%硫酸90Cr24Ni20Mo2Cu3K合金60各種濃度的硫酸100Cr26Ni5Mo2Cu3CD-4MCu稀硫酸、磷酸（可時效硬化耐磨）1100Cr25Ni6Mo2MM-4硝酸磷肥專用鋼120Cr18Ni5Mo5NH55海水130Cr21Ni32Mo2Cu320號合金稀硫酸（t130，濃度40%左右）1400Cr10Ni20Mo1.5Si6CuSS920濃硫酸（t130，濃度93%98%）150Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Ni941全濃度常溫硫酸，特別適用100以下中等濃度（50%左右）硫酸160Cr30Ni6Mo2Mn1.5PD合金稀硫酸（濃度1%1.5%，溫度80）170Cr27Ni31Mo4.5Cu228號合金（ZS28）鹽酸料漿180Cr13Ni7Si4S-05鋼中濃中溫硫酸190Cr17Ni17Si5S-05鋼（日本）高濃高溫硫酸2000Cr14Ni14Si4C4全濃度硝酸，特別適用濃硝酸，是目前濃硝酸用鋼綜合性能最好的鑄材2100Ni65Cu28Fe2.5Mn1.5蒙耐爾合金非氧化性介質(zhì)，氫氟酸、氫氧化鈉溶液，高溫燒堿等220Ni60Mo22Fe20哈氏合金A硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、蟻酸等230Ni65Mo28Fe5V哈氏合金B(yǎng)硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、蟻酸等240Ni60Mo18Fe8Cr17Cu2.5Mn哈氏合金C冷硝酸、次氯酸、氫氟酸等25STNiCr202鎳鑄鐵高溫高濃度燒堿26STSi15高硅耐蝕鑄鐵（G）硝酸、鉻酸、硫酸等（不含HCl）27ZGCr28高鉻鑄鐵（E）l濃硝酸28TA2工業(yè)純鈦氧化性腐蝕介質(zhì)29TiAl6V4lTC4氧化性腐蝕介質(zhì)30TiMo32鈦32鉬合金氧化性及還原性腐蝕介質(zhì)等31TiPd0.2鈦鈀合金氧化性腐蝕介質(zhì)，抗縫隙腐蝕能力強，對還原性酸有一定的耐蝕能力32TiMo0.3Ni0.8鈦鉬鎳合金與TiPd0.2相近，價格較TiPd0.2低33TiTa5鈦鉭合金熱濃硝酸及合成樹脂等強腐蝕介質(zhì)3 常見世界各國標準代號或牌號表標準代號或牌號國家（地區(qū)）或標準化機構(gòu)標準代號或牌號國家（地區(qū)）或標準化機構(gòu)GB中國國家標準AWS美國焊接學會JB中國機械工業(yè)部標準BS英國H/HG/HGJ中國化工部標準COPANT泛美技術(shù)標準委員會YB中國冶金工業(yè)部標準CSA加拿大標準協(xié)會ZB中國專業(yè)標準DIN德國標準化學會TQ機械電子工業(yè)部通用機械行業(yè)內(nèi)部標準ECISS歐洲鋼鐵標準化委員會ACI美國合金鑄造學會FED美國AECMA歐洲航天設(shè)備制造商協(xié)會GOST（前）蘇聯(lián)AFNOR法國標準化協(xié)會IS印度AIR法國航空部標準化局ISO國際標準化組織AISI美國鋼鐵學會JIS日本AMS美國航天航空材料技術(shù)規(guī)范MIL美國軍用規(guī)范與標準ANSI美國國家標準學會NBS美國國家標準局API美國石油學會NF法國ASME美國機械工程師學會SAE美國汽車工程師協(xié)會ASTM美國材料與試驗協(xié)會UNI意大利全國標準協(xié)會4 常見金屬材料的力學性能名稱、代號、單位和涵義指 標單位涵義說明彈性指標彈性模量EN/mm2金屬在彈性范圍內(nèi)，外力和變形成比例地增長，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系時（符合虎克定理），這個比例系數(shù)就稱為彈性模量，根據(jù)應(yīng)力，應(yīng)變的性質(zhì)通常又分為：彈性模量和切變模量，彈性模量的大小，相當于引起物體單位變形時所需應(yīng)力之大小，是衡量材料剛度的指標，彈性模量愈大，剛度也愈大。切變模量GN/mm2彈性極限eN/mm2是表示金屬最大彈性的指標，即在彈性變形階段，試樣不產(chǎn)生塑性變形時所能承受的最大應(yīng)力強度性能指標抗拉強度bN/mm2指外力是拉力時的強度極限，它是衡量金屬材料強度的主要性能指標抗彎強度bb或wN/mm2l指外力是彎曲力時的強度極限抗壓強度bc或yN/mm2指外力是壓力時的強度極限，壓縮試驗主要適用于低塑性材料，如鑄鐵、塑料等抗剪強度TN/mm2指外力是剪切力時的強度極限抗扭強度TbN/mm2指外力是扭轉(zhuǎn)力時的強度極限屈服點sN/mm2金屬承受載荷時，當載荷不再增加，但金屬本身的變形卻繼續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服，產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力叫屈服點屈服強度0.2N/mm2金屬發(fā)生屈服現(xiàn)象時，為便于測量，通常按其產(chǎn)生永久殘余變形量等于試樣原長0.2%時的應(yīng)力，作為屈服強度持久 強度b /hN/mm2 指金屬在一定的高溫條件下，經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂時的應(yīng)力，一般所指的持久強度，是指在一定溫度下，試樣經(jīng)十萬小時后的破斷強度 蠕變 極限 % /hN/mm2 金屬在高溫環(huán)境下，即使所受應(yīng)力小于屈服點，也會隨著時間的增長而緩慢地產(chǎn)生永久變形，這種現(xiàn)象叫做蠕變，在一定的溫度下經(jīng)一定的時間，金屬的蠕變速度仍不超過規(guī)定的數(shù)值，此時所能承受的最大應(yīng)力，稱為蠕變極限 硬 度 性 能 指 標布氏 硬度HBS HBWN/mm2 用淬硬小鋼球或硬質(zhì)合金球壓入金屬表面，以其壓痕面積除加壓在鋼球上的載荷，所得之商，即為金屬的布氏硬度數(shù)值。使用鋼球測定硬度450HBS；使用硬質(zhì)合金球測定硬度450HBW 洛 氏 硬 度C級HRC用1471N載荷，將頂角為120的圓錐形金剛石的壓頭，壓入金屬表面，取其壓痕的深度來計算硬度的大小，即為金屬的HRC硬度，HRC用來測量HB=230700的金屬材料，主要用于測定淬火鋼及較硬的金屬材料A級HRA指用588.4N載荷和頂角為120的圓錐形金剛石的壓頭所測定出來的硬度，一般用來測定硬度很高或硬而薄的金屬材料，如碳化物、硬質(zhì)合金或表面處理過的零件B級HRB指用980.7N載荷和直徑為1.59mm（即1/16in）的淬硬鋼球所測得的硬度。主要用于測定HB=60230這一類較軟的金屬材料，如退火鋼、銅、鋁等維氏 硬度HV N/mm2 用49.03980.7N以內(nèi)的載荷，將頂角為136的金剛石四方角錐體壓頭壓入金屬的表面，以其壓痕面積除載荷所得之商，即為維氏硬度值，HV只適用于測定很?。?.30.5mm）的金屬材料，或厚度為0.030.05mm的零件表面硬化層的硬度，測定的數(shù)值比較準確肖氏硬度HSCHSDH （回跳高度）利用一定重量（2.5g）的鋼球或金剛石球，自一定的高度（一般為254mm）落下撞擊金屬后，球又回跳到某一高度h，此高度為肖氏硬度值，其優(yōu)點是在金屬表面上不留下傷痕，缺點是測定值不夠準確塑性指標 長率 L0=5dL0=10d l 510 %金屬受外力作用被拉斷以后，在標距內(nèi)總伸長長度同原來標距長度相比的百分數(shù)，稱為伸長率。根據(jù)試樣長度的不同，通常用符號5或10來表示；5是試樣標距長度為其直徑5倍時的伸長率，10是試樣標距長度為其直徑10倍時的伸長率斷面 收縮率%金屬受外力作用被拉斷以后，其橫截面的縮小量與原來橫截面積相比的百分數(shù)，稱為斷面收縮率。、的數(shù)值愈高，表明這種材料的塑性愈好，易于進行壓力加工韌性指標沖擊 韌度aKU aKV J/m2 kJ/m2 沖擊韌度是評定金屬材料于動載荷下承受沖擊抗力的力學性能指標，通常都是以大能量的一次沖擊值作為標準的。試驗結(jié)果，以沖斷試樣上所消耗的功與斷口處橫截面積之比值大小來衡量。由于aK值的大小不僅取決于材料本身，還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗溫度的不同而變化，因而aK值只是一個相對指標沖擊 吸收功AKU AKV Jl疲勞性能指標疲勞 極限-1 -1n N/mm2 金屬材料在交變負荷的作用下，經(jīng)過無限次應(yīng)力循環(huán)而不致引起斷裂的最大循環(huán)應(yīng)力，稱為疲勞極限。-1表示光滑試樣的對稱彎曲疲勞極限，-1n表示缺口試樣的對稱彎曲疲勞極限按我國國家標準，一般鋼鐵材料采用107循環(huán)次數(shù)而不斷裂的最大應(yīng)力來確定其疲勞極限，對于有色金屬材料，則規(guī)定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在108或更多周次，才能確定其疲勞極限斷裂韌度性能指標平面應(yīng)變斷裂韌度K1cN/mm1.5 l斷裂韌度是衡量金屬材料在裂紋存在的情況下抵抗脆性開裂能力的指標，它是現(xiàn)代斷裂力學在分析高強度材料使用過程中，發(fā)生一系列技術(shù)事故的基礎(chǔ)上而提出的一個新的重要的力學性能指標。根據(jù)材料的斷裂韌度和用無損探傷方法確定的內(nèi)部缺陷存在的情況，可以預(yù)知零件在工作過程中有無脆性斷裂的危險，從而采取合金化與熱處理等措施，以滿足使用性能的要求。斷裂韌度是強度和塑性的綜合指標，它是在裂紋試樣上測得的，主要適用于高強度材料或服役條件有可能促使零件脆斷的場合的普通強度材料。對一般機械零件，當斷面尺寸不是太大，破壞形式主要是韌性斷裂時，仍可沿用傳統(tǒng)的五大力學性能指標，無須提出斷裂韌度的指標 鈦及鈦合金的應(yīng)用情況鈦別牌號主要特性用途舉例碘法鈦TAD這是以碘化物法所獲得的高純度鈦，故稱碘法鈦，或稱化學純鈦。但是，其中仍然還有氧.氮.碳.這類間隙雜質(zhì)元素，它們對純鈦的力學性能影響很大。隨著鈦的純度提高，鈦的強度、硬度明顯下降。故起特點是：化學性穩(wěn)定性很好，但強度很底。 由于高純度的鈦強度較低，它作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用意義不大，故在工業(yè)中很少用。目前在工業(yè)中廣泛使用的是工業(yè)純鈦和鈦合金。工業(yè)純鈦TA1TA2TA3工業(yè)純鈦與化學純鈦不同之處是：它含有較多的氧.氮.碳及多種其它雜志元素（如鐵.硅等），它實質(zhì)上是一種低合金含量的鈦合金 。與化學純鈦相比，由于含有較多的雜志元素使其強度大大提高，它的力學性能與化學性與不銹鋼相似（但和鈦合金相比，強度仍然較低） 工業(yè)純鈦的特點是：強度不高，但塑性好，易于加工成行，沖壓、焊接、可切割加工性能良好；在大氣，海水.濕氯氣 及氧化性、中性、弱還原性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，抗氧化性優(yōu)于大多數(shù)臭固體不銹鋼但耐熱性較差，使用溫度不太高。 工業(yè)純鈦按其雜質(zhì)含量的不同，分為TA1.TA2和TA3三個牌號。這三種工業(yè)純鈦的間隙雜質(zhì)元素是逐漸增加的，故其機械強度和硬度也隨之逐級增加，但塑性.韌性相應(yīng)下降。工業(yè)上常用的純鈦是TA2，因其耐蝕性能和綜合力學性能適中。對耐腐和強度要求較高時可采用TA3。對要求較好的成型性能時可采用TA1。（1）主要用作工作溫度360度以下，受力不大但要求高塑性的沖壓件和耐蝕結(jié)構(gòu)零件，例如：飛機的骨架 個皮，發(fā)動機附件，船舶用耐海水腐蝕管道、閥門、泵及水帶.海水淡化系統(tǒng)零部件，化工上的熱交換器.泵體、蒸餾塔、冷卻器、攪拌器、三通、葉輪、堅固件、離子泵、壓縮機氣閥以及柴油發(fā)動機活塞、連桿、葉簧等。 （2）TA1.TA2在鐵含量為0.095%.氧含量為0.08%.氫含量為0.0009%.氮含量為0.0062%時，具有很好的低溫韌性和高的低溫強度，可用作-259以下的低溫結(jié)構(gòu)材料。 型鈦合金TA4這類合金在室溫和使用溫度下有型單相態(tài)，不能熱處理強化(追滅是唯一的處理方式)，,主要依靠固溶強化。室溫強度一般低于型和+型鈦合金(但高于工業(yè)純鈦)，而在高溫(500600)下的強度和蛻變，強度卻是三類鈦合金中最高的，且組織穩(wěn)定，抗氧化性和焊接性能好，耐蝕性和可切削加工性能也較好，但塑性低(熱塑性仍然良好)室溫沖壓性能差。其中使用最廣的是TA7，它在退火狀態(tài)下具有中等強度和足夠的塑性,焊接性能良好,可在500以下使用,當其間隙雜質(zhì)元素(氧、氫、氮等)含量極低時，再超低溫時還具有良好的韌性和綜合力學性能，是優(yōu)良的超低溫合金之一。 抗拉強度比工業(yè)純鈦稍高,可做中等強度范圍的結(jié)構(gòu)材料，國內(nèi)主要用作焊絲。TA5TA6用于400以下在腐蝕介質(zhì)中工作的零件及焊接件，如飛機才皮,骨架零件,壓氣機殼體、葉片、船舶零件等。TA7500以下長期工作的結(jié)構(gòu)零件和各種模鍛件，短時使用可到900。亦可用作超低溫(-233)部件(如超低溫用的容器)。TA8500長期工作的零件，可用于制造發(fā)動機壓氣機盤和葉片。但合金的組織穩(wěn)定性較差。在使用上受到一定限制。型鈦合金TB2這類合金的的主要合金元素是鉬、鉻、釩等穩(wěn)定性化元素.在正火或級火時很容易將高溫相保留到室溫，獲得介穩(wěn)定的單相組織，故稱型鈦合金。型鈦合金可熱處理強化，有較高的強度，焊接性能和壓力加工性能良好；但性能不夠穩(wěn)定，熔煉工藝復(fù)雜，故應(yīng)用不如型、+型鈦合金廣泛。 在350以下工作的零件，主要用于制造各種整體熱處理(固容.時效)的板材沖壓件和焊接件；如壓氣機葉片、輪盤、軸類等重載荷旋轉(zhuǎn)件，以及飛機的構(gòu)件等。TB2的合金一般在固溶處理狀態(tài)下交貨,再固容，時效后使用。+型鈦合金TC1TC2這類合金在高溫是+型兩相組織,因而得名為+型鈦合金。它具有良好的綜合力學性能，大多可熱處理強化(但TC1、TC2、TC7不能熱處理強化)，鍛造、沖壓及焊接性能較好，可切削加工，室溫強度高。150500度以下且有較好的耐熱性,有的(如TC1、TC2、TC3、TC4)并有良好的低溫韌性和良好的抗海水應(yīng)力腐蝕及抗熱鹽應(yīng)力腐蝕能力。缺點鈦金屬的主要物理性能名稱單位數(shù)據(jù)名稱單位數(shù)據(jù)原子序數(shù)22比熱卡/克度0.138原子量47.9熱膨脹系數(shù)10-6/(0-100)8.2克原子體積厘米3/克原子10.7彈性模量拉伸壓縮剪切公斤/毫米210850米杜 20克/厘米34.505公斤/毫米210340熔點16684公斤/毫米210550沸點3535公斤/毫米24500溶化潛熱千卡/克分子5導熱系數(shù)卡/厘米秒.0.036氣化潛熱千卡/克分子11250.3%電阻系數(shù)10-6歐母.厘米47.8同素異晶轉(zhuǎn)變溫度882轉(zhuǎn)變時體積的變化%5.5轉(zhuǎn)變時熵的變化0.587磁化率10-6歐母.厘米3.2轉(zhuǎn)變潛熱千卡/克分子67810%泊桑比0.41工業(yè)純鈦在各種介質(zhì)中的耐蝕性介質(zhì) 濃度（質(zhì)量分數(shù)）（%） 溫度/ 腐蝕速度/mm/a(年) 耐蝕等級 無機酸 鹽酸 1 室溫/沸騰 0.000/0.345 優(yōu)良/良好 5 室溫/沸騰 0.000/6.530 優(yōu)良/差 10 室溫/沸騰 0.175/40.87 良好/差 20 室溫/ 1.340/ 差/ 35 室溫/ 6.660/ 差/ 硫酸 5 室溫/沸騰 0.000/13.01 優(yōu)良/差 10 室溫/ 0.230/ 良好/ 60 室溫/ 0.277/ 良好/差 80 室溫/ 32.660/ 差/ 95 室溫/ 1.400/ 差/ 硝酸 37 室溫/沸騰 0.000/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 64 室溫/沸騰 0.000/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 95 室溫/ 0.0025/ 優(yōu)良/ 磷酸 10 室溫/沸騰 0.000/6.400 優(yōu)良/差 30 室溫/沸騰 0.000/17.600 優(yōu)良/差 50 室溫/ 0.097/ 優(yōu)良/ 鉻酸 20 室溫/沸騰 0.127/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 硝酸+鹽酸 1:3 室溫/沸騰 0.0040/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 3:1 室溫/ 0.127/ 優(yōu)良/ 硝酸+硫酸 7:3 室溫/ 0.127/ 優(yōu)良/ 4:6 室溫/ 0.127/ 優(yōu)良/ 有機酸 醋酸 100 室溫/沸騰 0.000/0.000 優(yōu)良/優(yōu)良 蟻酸 50 室溫/ 0.000/ 優(yōu)良/ 草酸 5 室溫/沸騰 0.127/29.390 良好/差 10 室溫/ 0.008/ 優(yōu)良/ 乳酸 10 室溫/沸騰 0.000/0.033 優(yōu)良/優(yōu)良 25 /沸騰 /0.028 /優(yōu)良 甲酸 10 /沸騰 /1.270 /良好 25 /100 /2.440 /差 50 /100 /7.620 /差 丹檸酸 25 室溫/沸騰 0.127/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 檸檬酸 50 室溫/沸騰 0.127/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 硬脂酸 100 室溫/沸騰 0.127/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 堿溶液 氫氧化鈉 10 /沸騰 /0.020 /優(yōu)良 20 室溫/沸騰 0.127/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 50 室溫/沸騰 0.0025/0.0508 優(yōu)良/優(yōu)良 73 /沸騰 /0.127 /良好 氫氧化鉀 10 /沸騰 /0.127 /優(yōu)良 25 /沸騰 /0.305 /良好 50 30/沸騰 0.000/2.743 優(yōu)良/差 氫氧化銨 28 室溫/ 0.0025/ 優(yōu)良/ 碳酸鈉 20 室溫/沸騰 0.127/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 阿摩尼亞 20 室溫/ 0.0708/ 優(yōu)良/ 無機鹽 溶液 氯化鐵 40 室溫/95 0.000/0.002 優(yōu)良/優(yōu)良 氯化亞鐵 30 室溫/沸騰 0.000/0.127 優(yōu)良/優(yōu)良 氯化亞鉛 10 0.127/0.127 氯化亞銅 50 0.127/0.127 氯化銨 10 0.127/0.000 氯化鈣 10 0.127/0.000 氯化鋁 25 0.127/0.127 氯化鎂 10 0.127/0.127 氯化鎳 5-10 0.127/0.127 氯化鋇 20 0.127/0.127 硫酸銅 20 0.127/0.127 硫酸銨 20飽和 0.127/0.127 硫酸鈉 50 0.127/0.127 硫酸亞鉛 20飽和 0.127/0.127 硫酸亞銅 10 0.127/0.127 30 0.127/0.127 硝酸銀 11 室溫/ 0.127/ 優(yōu)良/ 有機化合物 苯（含微量HCl、NaCl） 蒸氣與液體 80 0.005 優(yōu)良 四氯化碳 同上 沸騰 0.005 四氯乙烯（穩(wěn)定） 100%蒸氣和液體 0.0005 四氯乙烯（H2O） 0.0005 三氯甲烷 0.003 三氯甲烷（H2O） 0.127 良好 三氯乙烯 99%蒸氣和液體 0.00254 優(yōu)良 三氯乙烯（穩(wěn)定） 99 0.00254 甲醛 37 0.127 良好 甲醛（含2.5%H2SO4） 50 0.305 良好 生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行標準生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行標準標準號中文標題GB150-1998鋼制壓力容器JB/T4745-2002鈦制焊接容器JB/T4756-2004鎳及鎳合金制壓力容器GB150-1998鋼制壓力容器規(guī)格：50-10000升直徑：500-2600mmGB151-1999管殼式換熱器JB/T4745-2002鈦制焊接容器JB/T4756-2004鎳及鎳合金制壓力容器鈦在高溫下易于與空氣中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素發(fā)生反應(yīng)，在鑄件表面形成表面污染層，使其優(yōu)良的理化性能變差，硬度增加、塑性、彈性降低，脆性增加。鈦的密度小，故鈦液流動時慣性小，熔鈦流動性差致使鑄流率低。鑄造溫度與鑄型溫差(300)較大，冷卻快，鑄造在保護性氣氛中進行，鈦鑄件表面和內(nèi)部難免有氣孔等缺陷出現(xiàn)，對鑄件的質(zhì)量影響很大。 因此，鈦鑄件的表面處理與其它牙用合金相比顯得更為重要，由于鈦的獨特的理化性能，如導熱系數(shù)小、表面硬度、及彈性模量低，粘性大，電導率低、易氧化等，這對鈦的表面處理帶來了很大的難度，采用常規(guī)的表面處理方法很難達到理想的效果。必須采用特殊的加工方法和操作手段。鑄件的后期表面處理不僅是為了得到平滑光亮的表面，減少食物及菌斑等的積聚和粘附，維持患者的正常的口腔微生態(tài)的平衡，同時也增加了義齒的美感；更重要的是通過這些表面處理和改性過程，改善鑄件的表面性狀和適合性，提高義齒的耐磨、耐蝕和抗應(yīng)力疲勞等理化特性。 一、 表面反應(yīng)層的去除 表面反應(yīng)層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素，在鈦鑄件研磨拋光前，必須達到完全去除表面污染層，才能達到滿意的拋光效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應(yīng)層。 1. 噴砂： 鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好，噴砂的壓力要比非貴金屬者較小，一般控制在0.45Mpa以下。因為，噴射壓力過大時,砂粒沖擊鈦表面產(chǎn)生激烈火花，溫度升高可與鈦表面發(fā)生反應(yīng),形成二次污染，影響表面質(zhì)量。時間為1530秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結(jié)層和部分和氧化層即可。其余的表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)宜采用化學酸洗的方法快速去除。 2. 酸洗： 酸洗能夠快速完全去除表面反應(yīng)層，而表面不會產(chǎn)生其他元素的污染。HFHCl系和HFHNO3系酸洗液都可用于鈦的酸洗，但HFHCl系酸洗液吸氫量較大，而HFHNO3系酸洗液吸氫量小，可控制HNO3的濃度減少吸氫，并可對表面進行光亮處理，一般HF的濃度在3%5%左右，HNO3的濃度在15%30%左右為宜。 二、鑄造缺陷的處理 內(nèi)部氣孔和縮孔內(nèi)部缺陷：可等熱靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產(chǎn)生影響，最好用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。 三、研磨與拋光 1 機械研磨： 鈦的化學反應(yīng)性高，導熱系數(shù)低，粘性大，機械研磨研削比低，且易于磨料磨具發(fā)生反應(yīng)，普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光，最好采用導熱性好的超硬磨料，如金剛石、立方氮化硼等，拋光線速度一般為9001800m/min.為宜，否則，鈦表面易發(fā)生研削燒傷和微裂紋。 2 超聲波研磨： 通過超聲振動作用，使磨頭和被研磨面間的磨粒與被研磨面產(chǎn)生相對運動而達到研磨、拋光的目的。其優(yōu)點在于常規(guī)旋轉(zhuǎn)工具研磨不到的溝、窩和狹窄部位變得容易了，但較大的鑄件研磨效果還不能令人滿意。 3 電解機械復(fù)合研磨： 采用導電磨具，在磨具與研磨面之間施加電解液和電壓，通過機械和電化學拋光的共同作用下，降低表面粗糙度提高表面光澤度。電解液為0.9NaCl，電壓為5v，轉(zhuǎn)速為3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，對復(fù)雜的義齒支架的研磨還處于研究階段。 4 桶研磨：利用研磨桶的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使桶內(nèi)的義齒與磨料相對摩擦運動而起到降低表面粗糙度的研磨目的。研磨自動化、效率高，但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光澤度，研磨的精度較差，可用與義齒精拋光前的去毛刺和粗研磨。 5 化學拋光：化學拋光是通過金屬在化學介質(zhì)中的氧化還原反應(yīng)而達到整平拋光的目的。其優(yōu)點是化學拋光與金屬的硬度、拋光面積與結(jié)構(gòu)形狀無關(guān)，凡與拋光液接觸的部位均被拋光，不須特殊復(fù)雜設(shè)備，操作簡便，較適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鈦義齒支架的拋光。但化學拋光的工藝參數(shù)較難控制，要求在不影響義齒精度的情況下能夠?qū)αx齒有良好的拋光效果。較好的鈦化學拋光液是HF和HNO3 按一定比例配制，HF是還原劑，能溶解鈦金屬，起到整平作用，濃度10%, HNO3起氧化作用，防止鈦的溶解過度和吸氫，同時可產(chǎn)生光亮作用。鈦拋光液要求濃度高，溫度低，拋光時間短(12min.)。 6 電解拋光：又稱為電化學拋光或者陽極溶解拋光，由于鈦的電導率較低，氧化性能極強，采用有水酸性電解液如HFH3PO4、HFH2SO系電解液對鈦幾乎不能拋光，施加外電壓后，鈦陽極立刻發(fā)生氧化，而使陽極溶解不能進行。但采用無水氯化物電解液在低電壓下，對鈦有良好的拋光效果，小型試件可得到鏡面拋光，但對于復(fù)雜修復(fù)體仍不能達到完全拋光的目的，也許采用改變陰極形狀和附加陰極的方法能解決這一難題，還有待于進一步研究。 四、鈦的表面改性 1 氮化：采用等離子體滲氮、多弧離子鍍、離子注入和激光氮化的等化學熱處理技術(shù)， 在鈦義齒表面形成金黃色TiN滲鍍層，從而提高鈦的耐磨性、耐腐蝕性和耐疲勞性。但技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，用于鈦義齒的表面改性很難達到臨床實用化。 2 陽極氧化：鈦的陽極氧化技術(shù)較為容易，在一些氧化性介質(zhì)中，外加電壓的作用下，鈦陽極可形成較厚的氧化膜，從而提高其耐腐蝕性和耐磨性和耐候性。陽極氧化的電解液一般采用H2SO4、H3PO4和有機酸水溶液。3 大氣氧化：鈦在高溫大氣中可形成較厚堅固的無水氧化膜，對鈦的全面腐蝕、間隙腐蝕都有效，方法比較簡便。 五、 著色 為了增加鈦義齒的美感、防止鈦義齒在自然條件下的繼續(xù)氧化的變色，可采用表面氮化處理、大氣氧化和陽極氧化法表面著色處理，使表面形成淡黃色或金黃色，提高鈦義齒的美感。陽極氧化法利用鈦的氧化膜對光的干涉作用，自然發(fā)色，可通過改變槽電壓在鈦表面形成多彩的顏色。 六、 其他表面處理 1: 表面粗化：為了提高鈦與飾面樹脂的粘結(jié)性能，必須對鈦表面進行粗化處理，提高其粘結(jié)面積。臨床上常采用噴砂粗化處理，但噴砂會造成鈦表面的氧化鋁的污染，我們采用草酸刻蝕的方法，得到良好的粗化效果，刻蝕1h表面粗糙度（Ra）可達到1.500.30m，刻蝕2h Ra為2.990.57m，比單獨噴砂的Ra（1.420.14m）提高一倍多，其粘結(jié)強度提高了30%。 2: 抗高溫氧化的表面處理：為了防止鈦在高溫下的急劇氧化，在鈦表面形成鈦硅化合物及鈦鋁化合物，可防止鈦在700以上溫度下的氧化。這種表面處理對鈦的高溫氧化非常有效，也許鈦表面涂覆這類化合物，對鈦瓷結(jié)合有利，仍須進一步研究。鈦的十大特性鈦在高溫下易于與空氣中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素發(fā)生反應(yīng)，在鑄件表面形成表面污染層，使其優(yōu)良的理化性能變差，硬度增加、塑性、彈性降低，脆性增加。鈦的密度小，故鈦液流動時慣性小，熔鈦流動性差致使鑄流率低。鑄造溫度與鑄型溫差(300)較大，冷卻快，鑄造在保護性氣氛中進行，鈦鑄件表面和內(nèi)部難免有氣孔等缺陷出現(xiàn)，對鑄件的質(zhì)量影響很大。 因此，鈦鑄件的表面處理與其它牙用合金相比顯得更為重要，由于鈦的獨特的理化性能，如導熱系數(shù)小、表面硬度、及彈性模量低，粘性大，電導率低、易氧化等，這對鈦的表面處理帶來了很大的難度，采用常規(guī)的表面處理方法很難達到理想的效果。必須采用特殊的加工方法和操作手段。鑄件的后期表面處理不僅是為了得到平滑光亮的表面，減少食物及菌斑等的積聚和粘附，維持患者的正常的口腔微生態(tài)的平衡，同時也增加了義齒的美感；更重要的是通過這些表面處理和改性過程，改善鑄件的表面性狀和適合性，提高義齒的耐磨、耐蝕和抗應(yīng)力疲勞等理化特性。 一、 表面反應(yīng)層的去除 表面反應(yīng)層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素，在鈦鑄件研磨拋光前，必須達到完全去除表面污染層，才能達到滿意的拋光效果。通過噴砂后酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應(yīng)層。 1. 噴砂： 鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好，噴砂的壓力要比非貴金屬者較小，一般控制在0.45Mpa以下。因為，噴射壓力過大時,砂粒沖擊鈦表面產(chǎn)生激烈火花，溫度升高可與鈦表面發(fā)生反應(yīng),形成二次污染，影響表面質(zhì)量。時間為1530秒，僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結(jié)層和部分和氧化層即可。其余的表面反應(yīng)層結(jié)構(gòu)宜采用化學酸洗的方法快速去除。 2. 酸洗： 酸洗能夠快速完全去除表面反應(yīng)層，而表面不會產(chǎn)生其他元素的污染。HFHCl系和HFHNO3系酸洗液都可用于鈦的酸洗，但HFHCl系酸洗液吸氫量較大，而HFHNO3系酸洗液吸氫量小，可控制HNO3的濃度減少吸氫，并可對表面進行光亮處理，一般HF的濃度在3%5%左右，HNO3的濃度在15%30%左右為宜。 二、鑄造缺陷的處理 內(nèi)部氣孔和縮孔內(nèi)部缺陷：可等熱靜壓技術(shù)(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產(chǎn)生影響，最好用X線探傷后，表面磨除暴露氣孔，用激光補焊。表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。 三、研磨與拋光 1 機械研磨： 鈦的化學反應(yīng)性高，導熱系數(shù)低，粘性大，機械研磨研削比低，且易于磨料磨具發(fā)生反應(yīng)，普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光，最好采用導熱性好的超硬磨料，如金剛石、立方氮化硼等，拋光線速度一般為900180