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化工用TA2工業(yè)純鈦高溫拉伸力學(xué)性能研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2015-08-17
在各種鈦材中，尤其是工業(yè)純鈦TA2在化工領(lǐng)域的應(yīng)用將更為廣泛。對工業(yè)純鈦日益廣泛的需求，已使針對純鈦性能方面的研究日益受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，并成為有色金屬材料研究中的一個重要的前沿領(lǐng)域。
?? ?21世紀(jì)以來，能源緊缺及環(huán)境污染問題已成為全人類共同的危機(jī)。在化工裝備領(lǐng)域，壓力容器的輕量化趨勢已成為主導(dǎo)方向。隨著國家十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃的實施，與之相關(guān)的鈦及鈦合金在化工裝備領(lǐng)域的應(yīng)用將邁入快速發(fā)展的階段。化工中的各種換熱器、塔器、反應(yīng)釜等都已經(jīng)用到工業(yè)純鈦，比如鈦換熱器、鈦凝汽器、鈦合成塔、鈦脫硫塔等。在各種鈦材中，尤其是工業(yè)純鈦TA2在化工領(lǐng)域的應(yīng)用將更為廣泛。對工業(yè)純鈦日益廣泛的需求，已使針對純鈦性能方面的研究日益受到國內(nèi)外學(xué)者的重視，并成為有色金屬材料研究中的一個重要的前沿領(lǐng)域。
????近年來，國內(nèi)外學(xué)者雖然對TA2的蠕變性能、微觀組織等進(jìn)行了相關(guān)的研究，但是，當(dāng)TA2作為化工用材時，難免會經(jīng)歷化工設(shè)備中溫度過高等非常規(guī)狀態(tài)，因此對TA2在高溫條件下的力學(xué)性能進(jìn)行研究是非常必要的。科研人員立足于TA2在高溫階段的力學(xué)性能，通過分析不同溫度、不同應(yīng)變速率等參數(shù)條件下的TA2應(yīng)力-應(yīng)變曲線，結(jié)合微觀組織測試，研究TA2的最大抗拉強(qiáng)度、彈性模量等主要力學(xué)性能參數(shù)，以期為TA2在化工領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
所需的TA2材料均經(jīng)過退火。所采用的分析儀器包括光譜直讀分析儀、維氏硬度分析儀、高溫拉伸試驗機(jī)、光學(xué)顯微鏡等。試驗結(jié)果表明：
????（1）TA2材料硬度均勻，常溫下維氏硬度平均值為174.6。TA2在常溫下之所以具有較好的力學(xué)性能表現(xiàn)，是與其緊密連接的微觀組織分不開的。觀察發(fā)現(xiàn)放大400倍時，其主要粒徑長度在25～50μm范圍內(nèi)，最大的晶粒長度可達(dá)到50μm，最小為15μm，多數(shù)晶粒的粒徑為25μm左右。這些數(shù)據(jù)表明，退火后的TA2晶粒粒徑分布較為均勻，且形狀較為規(guī)則，大多為多邊形。
????（2）溫度一定時，隨著應(yīng)變速率的增加，TA2的最大抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)增長趨勢。TA2的最大抗拉強(qiáng)度受溫度的影響更為明顯。當(dāng)溫度從300℃升高到1000℃時，最大抗拉強(qiáng)度值由183.34MPa衰減到3.38MPa，且在500～600℃時出現(xiàn)大幅衰減。因此，高溫階段溫度的升高對TA2的最大抗拉強(qiáng)度值影響十分顯著，且500～600℃是TA2力學(xué)性能出現(xiàn)嚴(yán)重衰減的臨界溫度，這在化工方面需引起足夠的重視。
????（3）同一溫度下，TA2的彈性模量E隨著應(yīng)變速率的升高整體呈現(xiàn)上升趨勢；溫度越高，這種上升趨勢越明顯。當(dāng)應(yīng)變速率一定時，TA2的彈性模量隨溫度的升高而減小，其變化趨勢與最大抗拉強(qiáng)度的變化趨勢非常相似，同樣在500～600℃時出現(xiàn)大幅衰減。
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