河南機電高等專科學校畢業(yè)設計

1、河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計1緒論鈦及鈦合金是一種優(yōu)良的結構材料，它可以和不銹鋼、鎳基合金爭奪應用范圍。近年來已在石油化工設備上廣泛應用。由于我國鈦礦貯量豐富因此鈦及其合金作為石油化工設備新型的抗腐蝕材料有著廣闊的前途。在航空、航天、火箭、人造衛(wèi)星、造船、化工、冶金、造紙、食品、化纖、電鍍等工業(yè)部門中由于采用鈦及鈦合金后，提高了設備的使用壽命、生產率，并減輕了結構的重量，從而獲得顯著的經濟效益。鈦合金在航空、火箭、宇航技術部門應用較多，

2、如1979年美國有60%以上的鈦合金用于噴氣發(fā)動機、導彈、飛行器等的制造。早在1957年美國火箭技術部門就開始采用鈦合金制造高壓容器、燃料箱和發(fā)動機殼體。1964年采用鈦合金制造宇宙飛行器上的框架、高壓容器。這些零、部件都是焊接結構。在航空工業(yè)中鈦及鈦合金用于制造某些飛機的噴氣發(fā)動機排氣系統(tǒng)、機身的尾段、蒙皮、消防隔板等。在亞音速飛機上采用鈦合金制造大梁、滑軌、機殼等部件時可以減輕重量40%。隨著鈦的加工和焊接技術問題的解決，鈦及鈦合金

3、在民用工業(yè)部門中的用量及其使用范圍也在逐步擴大。作為一種耐腐蝕介質的結構材料——純鈦，在化學工業(yè)中得到了廣泛的應用。當它用于與強腐蝕介質接觸的化工設備中時，可顯著地延長設備的使用壽命、檢修周期，并提高了產品的質量。純鈦還常用于生產氯氣、純堿、有機染料、人造纖維的設備上，以及用來制造熱交換器、蒸發(fā)器、氣體洗滌器、干燥器、稀硫酸貯槽、大型通片管道、盒形煙道、泵等產品。工業(yè)純鈦是一種銀白色金屬，密度小，熔點高，線膨脹系數(shù)小，導熱行差。工業(yè)純鈦

4、不含合金元素，不能熱處理強化。工業(yè)純鈦的熔點高（1668℃）比強度大，并具有很高的化學活性。當鈦暴露于空氣中時，既會在表面上形成一層致密的、非常穩(wěn)定的氧化膜，用于該層薄膜的保護作用，使鈦在硝酸、稀硫酸、稀鹽酸、磷酸、氯鹽溶液、各種濃度的堿液中具有優(yōu)良的耐蝕性。第一章工業(yè)純鈦的焊接性分析第一章工業(yè)純鈦的焊接性分析1.11.1工業(yè)純鈦的物理化學性能工業(yè)純鈦的物理化學性能隨著純鈦加熱溫度的增高，其化學活性迅速增大，并在固態(tài)下能強烈地吸收各種氣

5、體。例如：將純鈦板加熱至300℃時，在鈦板表面就會吸收氫氣；而加熱至400℃時河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計31.2.11.2.1各種元素對鈦的影響各種元素對鈦的影響在400℃以上的高溫（固態(tài)）下極易被空氣、水分、油脂、氧化皮污染，由表面吸收入氧、氮、氫、碳等雜質，以致降低焊接接頭的塑性和韌性。現(xiàn)將各種氣體的影響概述于下：①氧的影響氧在鈦的α相或β相中都有很高的溶解度，并能形成間隙固溶相，使鈦的晶格嚴重扭曲，從而提高鈦及鈦合金的硬度、強度

6、，但塑性卻顯著降低。例如:1.5mm放入TA2工業(yè)純鈦的含氧量從0.15%增至為0.38%時，其抗拉強度從568.4MPa，增至735MPa，冷彎角由180降至100。在600℃的高溫下，氧與鈦發(fā)生強烈的作用，當溫度高于800℃時，氧化膜開始向鈦中溶解、擴散。為了保證焊接接頭的性能，除了在焊接過程中嚴防焊縫及熱影響區(qū)發(fā)生氧化外，同時還應限制基體金屬及焊絲中的含氧量。②氮的影響在700℃以上的高溫下，氮和鈦發(fā)生劇烈的作用，形成脆硬的氮化鈦

7、（TiN）而且氮與鈦形成間隙固溶體時所引起的晶格歪扭程度，比同量的氧所引起的更為嚴重。因此，氮更劇烈的提高了鈦的變形抗力，降低鈦的塑性。③碳的影響碳對鈦的變形抵抗力的影響比氧和氮小。原因是碳與α鈦形成的間隙固溶體中，碳原子的分布具有一定的有序性，使碳原子沿一定的晶向發(fā)生滑移變形沒有很大困難。一般鈦材中的碳含量限制在0.1%以下，若鈦材中碳含量高達0.28%時，接頭的性能變得很脆。④氫的影響氫是穩(wěn)定β相的元素，在β相中有較大的溶解度，而在