TA2鈦板的物理性能研究
發(fā)布日期：2019-7-18 15:52:06
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者雖然對(duì)TA2鈦板的蠕變性能、微觀組織等進(jìn)行了相關(guān)的研究，但是，當(dāng)TA2鈦板作為化工用材時(shí)，難免會(huì)經(jīng)歷化工設(shè)備中溫度過(guò)高等非常規(guī)狀態(tài)，因此對(duì)TA2鈦板在高溫條件下的力學(xué)性能進(jìn)行研究是非常必要的�？蒲腥藛T立足于TA2鈦板在高溫階段的力學(xué)性能，通過(guò)分析不同溫度、不同應(yīng)變速率等參數(shù)條件下的TA2鈦板應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，結(jié)合微觀組織測(cè)試，研究TA2鈦板的最大抗拉強(qiáng)度、彈性模量等主要力學(xué)性能參數(shù)，以期為T(mén)A2鈦板在化工領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
所需的TA2鈦板均經(jīng)過(guò)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(yàn)機(jī)、光學(xué)顯微鏡等。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）TA2鈦板硬度均勻，常溫下維氏硬度平均值為174.6。TA2鈦板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(kāi)的。觀察發(fā)現(xiàn)放大400倍時(shí)，其主要粒徑長(zhǎng)度在25～50um范圍內(nèi)，最大的晶粒長(zhǎng)度可達(dá)到50um，最小為15um，多數(shù)晶粒的粒徑為25um左右。這些數(shù)據(jù)表明，退火后的TA2鈦板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(shí)，隨著應(yīng)變速率的增加，TA2鈦板的最大抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。TA2鈦板的最大抗拉強(qiáng)度受溫度的影響更為明顯。當(dāng)溫度從300℃升高到1000℃時(shí)，最大抗拉強(qiáng)度值由183.34MPa衰減到3.38MPa，且在500～600℃時(shí)出現(xiàn)大幅衰減。因此，高溫階段溫度的升高對(duì)TA2鈦板的最大抗拉強(qiáng)度值影響十分顯著，且500～600℃是TA2鈦板力學(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鈦板的彈性模量E隨著應(yīng)變速率的升高整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；溫度越高，這種上升趨勢(shì)越明顯。當(dāng)應(yīng)變速率一定時(shí)，TA2鈦板的彈性模量隨溫度的升高而減小，其變化趨勢(shì)與最大抗拉強(qiáng)度的變化趨勢(shì)非常相似，同樣在500～600℃時(shí)出現(xiàn)大幅衰減。
TA2鈦板含鈦(Ti)余量，鐵(Fe)≤0.30，碳(C)≤0.10，氮(N)≤0.05，氫(H)≤0.015，氧(O)≤0.25。特點(diǎn)：密度�。�4.51KG/m3），熔點(diǎn)高（1660℃），耐腐蝕性強(qiáng)，比強(qiáng)度高。在各種鈦材中，尤其是工業(yè)純鈦，TA2鈦板在化工領(lǐng)域的應(yīng)用將更為廣泛。對(duì)工業(yè)純鈦日益廣泛的需求，已使針對(duì)純鈦性能方面的研究日益受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，并成為有色金屬材料研究中的一個(gè)重要的前沿領(lǐng)域。在化工鈦設(shè)備領(lǐng)域，壓力容器的輕量化趨勢(shì)已成為主導(dǎo)方向。隨著國(guó)家十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃的實(shí)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�；ぶ械母鞣N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。