Proprietățile aliajelor de titan turnate și aplicațiile lor în industria valvei

În comparație cu materialele convenționale din aliaj, aliajele de titan oferă numeroase avantaje, inclusiv densitate mică, rezistență specifică ridicată, rezistență la coroziune și performanță excelentă la temperatură ridicată și scăzută. Prin urmare, ei găsesc o aplicație pe scară largă într -o gamă largă de domenii, inclusiv industria petrochimică, medii marine, biomedicină, aerospațial, industria auto și construcția navală. Aliajele de titan turnate sunt obținute prin turnarea aliajelor de titan în forme dorite. Cel mai utilizat aliaj este ZTC4 (TI-6AL-4V), care oferă performanțe de procesare stabile, rezistență excelentă și duritate de fractură (sub 350 de grade).
În calitate de componente cheie de control în sistemele de transport a conductelor pentru diverse medii speciale și medii de lichid specializate, supapele au devenit o componentă vitală a multor echipamente de producție și sunt indispensabile pentru aproape fiecare industrie. Datorită diferitelor cerințe de mediu, temperatură și media din diferite industrii, selecția materialelor de supapă este crucială și apreciată pe scară largă. Valvele realizate în principal din aliaje de titan și aliaje de titan turnate dețin perspective largi în industria valvei datorită proprietăților lor superioare, inclusiv rezistența la coroziune, performanța excelentă la temperatură ridicată și scăzută și rezistență ridicată.
1.. Aliaje de titan turnate utilizate în mod obișnuit
1.1 Tipuri
Cu progrese tehnologice și nevoile de producție, au fost dezvoltate și aplicate diverse aliaje de titan turnate într -o gamă largă de câmpuri. Pe baza compoziției lor fotografice, aliajele de titan turnate pot fi împărțite în trei tipuri: și + . pe baza puterii lor, ele pot fi clasificate în aliaje de titan cu rezistență medie și de înaltă rezistență. Pe baza temperaturii lor de funcționare, acestea pot fi împărțite în aliaje de titan la temperaturi scăzute (temperatura camerei sau mai jos), aliaje de titan la temperatură medie (400 de grade), aliaje de titan la temperatură ridicată (500 grade sau mai mare) și aliaje de titan rezistente la flacără. După cum se poate observa, aliajele de titan turnate au o gamă largă de aplicații, acoperind aproape fiecare aspect și deținând o valoare de piață ridicată.
1.2 Proprietăți mecanice
Aliajele de titan turnate includ ZTA1, ZTA2, ZTA5 și ZTC4, care cuprinde tipurile, și +, desemnate pe plan intern ca TA, TC și, respectiv, TB.
Luând ca exemplu cel mai utilizat aliaj ZTC4 Cast Titanium, conținutul său de Al este de 5,5% până la 6,75%, conținutul său de V este de 3,5% până la 4,5%, iar restul este TI. Așa cum se arată în tabelul 1, aliajul de titan turnat ZTC4 are o rezistență la tracțiune de 895 MPa și o rezistență la randament de 825 MPa. Proprietățile sale mecanice sunt comparabile cu cele ale oțelului mediu și înalt, ceea ce îl face o alternativă adecvată la oțel. Mai mult, densitatea sa, la doar 4,4 g/cm³, este mult mai mică decât cea a oțelului, facilitând reducerea greutății. În același timp, păstrează rezistența superioară la coroziune a aliajului de titan, caracteristică care îi lipsește oțelul.

Prin urmare, în producția industrială viitoare, dacă reducerea greutății este necesară din cauza nevoilor de producție, alegerea unui aliaj de titan turnat adecvat ca înlocuitor este o opțiune excelentă. Acest lucru poate reduce efectiv greutatea produsului, menținând în același timp performanța, ceea ce face o alegere bună.

2. Aplicații de aliaje de titan turnat în industria valvei
2.1 Valve de titan marin

În ultimii ani, odată cu dezvoltarea rapidă a economiei țării mele, diverse industrii au înflorit. Ca un echipament mecanic esențial de scop general, supapele au înregistrat o cerere de piață în creștere, iar industria supapelor din țara mea a cunoscut și o dezvoltare rapidă. O supapă constă de obicei dintr -un corp, capotă, disc, tulpină, schimbător de căldură, ambalare și actuator. Corpul și capota sunt considerate materialul primar, în timp ce discul (poarta), bila, scaunul, tulpina și sigiliul sunt considerate materialele interne. De asemenea, sunt luate în considerare elementele de fixare. Materialele de supapă comună includ fontă gri, fier ductil, oțel din aliaj și aliaj de cupru, oferind o gamă largă de opțiuni. Cu toate acestea, pe măsură ce cerințele de producție cresc, cercetătorii au descoperit că materialele de supapă convenționale sunt insuficiente pentru producție și cercetare în unele medii de operare dure și condiții de muncă complexe și specializate. În consecință, aliajele de titan și titan turnat au atras atenția datorită performanței lor superioare, ceea ce a dus la dezvoltarea valvelor de titan.

Sistemele de conducte de apă de mare funcționează în medii extrem de dure, iar performanța valvelor marine afectează în mod direct siguranța și performanța generală a sistemului de conducte. Încă din anii 1960, Rusia a început cercetările asupra aliajelor de titan pentru construcții navale, dezvoltând ulterior aliaje beta-titanium de calitate marină. Aceste aliaje au fost ulterior utilizate în sistemele de conducte ale navelor militare. Acestea includeau robinetele glob, verificare și bilă, o mare varietate de supape utilizate în cantități mari. Simultan, valvele de titan au început să fie utilizate și în sistemele de conducte de nave civile. Testele ulterioare de lansare au demonstrat că utilizarea aliajelor de titan turnat a oferit o fiabilitate superioară în ceea ce privește rezistența structurală și rezistența la coroziune în comparație cu aliajele de cupru utilizate anterior și oțelul. Această durată semnificativă de serviciu, de la 2-5 ani, la mai mult decât dublu, obținând o atenție largă. Valvele de fluturi tripla-electorale furnizate de China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) 725 Institutul de Cercetare din Luoyang, țara mea, pentru un anumit tip de navă, întruchipează o schimbare a selecției și proiectării materialelor, folosind materiale precum TI80. Aceasta a extins durata de serviciu a valvei la peste 25 de ani, îmbunătățind fiabilitatea și practicitatea aplicațiilor de supapă și completarea unui decalaj tehnologic în China.

2.2 Supape de titan pentru aerospațial

Aliajele de titan turnate s -au comportat bine în aerospațial, datorită rezistenței și rezistenței lor excelente la căldură. Tot în anii 1960, American Airlines a experimentat pentru prima dată cu piese de turnare din titan. După o perioadă de cercetare, aliajele de titan turnate au început să fie utilizate oficial în aeronave (cum ar fi Boeing 757, 767 și 777) în 1972. Castingurile din aliaj de titan nu au fost utilizate doar pe scară largă în structurile staționare, ci și în locații critice, cum ar fi controalele de valve în sistemele de conducte critice. Supapele comune includ supapele de siguranță și supapele de control, reducerea costurilor de fabricație a aeronavelor și creșterea siguranței și fiabilității. Mai mult, deoarece aliajele de titan au o densitate mai mică decât alte aliaje, cu o greutate de aproximativ 60% din oțelul de rezistență echivalentă, utilizarea lor pe scară largă determină progresele constante către aeronave cu o rezistență mai mare și cu greutate mai ușoară.

În prezent, supapele aerospațiale sunt utilizate în principal în diferite sisteme de control, inclusiv sisteme pneumatice, hidraulice, combustibil și lubrifiere. Sunt deosebit de potrivite pentru rezistența la coroziune și mediile la temperaturi ridicate, ceea ce le face componente cruciale pentru vehicule și motoare aerospațiale. Supapele tradiționale necesită frecvent înlocuirea periodică și pot chiar să nu poată satisface cererea. În plus, odată cu piața de valve aerospațiale în expansiune rapidă, supapele de titan câștigă din ce în ce mai mult cota de piață datorită performanței lor superioare.

2.3 Supape de titan pentru industria chimică
Valvele chimice sunt utilizate în general în medii dure caracterizate prin temperaturi ridicate, presiune ridicată, rezistență la coroziune și diferențe de presiune mare. Prin urmare, selecția adecvată a materialelor este crucială pentru aplicațiile de supapă din industria chimică. Au fost adesea utilizate materiale timpurii, cum ar fi oțelul carbon și oțelul inoxidabil. Aceste materiale au ruginit în timp, necesitând înlocuirea și întreținerea. Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de turnare a aliajului de titan și recunoașterea treptată a performanței sale superioare, valvele de titan au ieșit și ele.

Luând ca exemplu unitatea de producție a acidului tereftalic purificat (PTA) a industriei fibrelor chimice, mediul de lucru este în principal acid acetic și acid hidrobromic, care sunt extrem de corozive. Trebuie utilizate aproape 8.000 de supape, inclusiv supape de oprire, valve cu bilă, etc., cu diverse tipuri și cantități uriașe. Prin urmare, supapele de titan devin o alegere bună, ceea ce crește fiabilitatea și siguranța utilizării. În general, din cauza corozivității ureei, valvele de la ieșirea și intrarea turnului de sinteză a ureei pot îndeplini durata de viață a serviciului de 1 an și îndeplinește cerințele de utilizare. However, enterprises such as Shanxi Luliang Fertilizer Plant, Shandong Tengzhou Fertilizer Plant and Henan Lingbao Fertilizer Plant have made many attempts and finally selected titanium valves such as high-pressure check valves H72WA-220ROO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 and insulated stop valves BJ45WA-25R-100, 125 Pentru intrarea turnului de sinteză a ureei. Durata de viață a serviciului este de mai mult de 2 ani, ceea ce reflectă o bună rezistență la coroziune [9] și reduce frecvența de înlocuire și costul de utilizare al supapelor.

Aplicarea aliajelor de titan turnate pe piața valvei nu se limitează la industriile menționate mai sus; De asemenea, se confruntă cu o creștere semnificativă în alte domenii. De exemplu, noul aliaj de titan turnat TI-33.5AL-1NB-0.5CR-0.5SI, dezvoltat în Japonia, are numeroase avantaje, inclusiv densitate mică, rezistență ridicată la fluaj și rezistență excelentă la uzură. Utilizarea sa în supapele de evacuare a motorului auto poate îmbunătăți siguranța motorului și poate prelungi durata de viață.

3. Aplicații de aliaje de titan turnat în alte industrii
În comparație cu aplicarea aliajelor de titan turnate în industria valvei, aliajele de titan turnate au o gamă mai largă de aplicații. Titanul și aliajele sale au ambele o rezistență excelentă la coroziune, ceea ce le face cruciale pentru industriile cu cerințe corozive, cum ar fi industria petrochimică. În cadrul acestor industrii, echipamentele industriale la scară largă, cum ar fi pompele de deplasare pozitive, schimbătoarele de căldură, compresoarele și reactoarele utilizează adesea piese turnate de titan rezistente la coroziune, reprezentând cea mai mare cerere de piață. În domeniul medical, titanul este recunoscut la nivel mondial ca un metal sigur, non-toxic, fără eliberare de metale grele. Prin urmare, multe dispozitive de asistență medicală și membre protetice sunt confecționate din aliaje de titan turnat.

Acest lucru este valabil în special în stomatologie, unde aproape toate turnările dentare testate sunt realizate din titan pur din punct de vedere comercial și aliaj Ti-6Al-4V, demonstrând biocompatibilitate excelentă, proprietăți mecanice și rezistență la coroziune. Mai mult, datorită densității scăzute și performanței lor excelente, titanul și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă într -o varietate de echipamente sportive, inclusiv cluburi de golf, capete de club, rachete de tenis, rachete de badminton și atacuri de pescuit. Produsele fabricate din titan sunt ușoare, au o calitate garantată și sunt foarte populare în rândul publicului. De exemplu, aliajul de titan SP-700 dezvoltat de Nippon Kogan Co., Ltd. (N104) este utilizat ca material de suprafață pentru capetele de golf din seria Taylor 300 și este un hit global.

De la sfârșitul secolului XX, utilizarea aliajelor de titan turnate în domenii precum petrochimice, aerospațial, biomedicină, industria auto, și sportul și timpul liber a progresat de la explorarea inițială până la promovarea și dezvoltarea pe scară largă, obținând treptat industrializarea și scara.

Titanul și aliajele sale oferă performanțe superioare, ceea ce le face înlocuitori ideali pentru multe materiale, cum ar fi oțelul. Mai mult, resursele de titan sunt abundente, atrăgând atenția numeroșilor cercetători. În timp ce provocările rămân, cum ar fi dificultatea de a exploata și topirea resurselor de titan și procesare, industria valvei și a titanului sunt atât vibrante, cât și în curs de dezvoltare rapidă. Odată cu stabilitatea viitoare a minierului și producției din titan și introducerea și perfecționarea noilor procese, aplicarea aliajelor de titan și a pieselor de turnare din industria valvei se va maturiza și va deveni mai răspândită, cu perspective largi de aplicații și în alte industrii.

Despre noi

Compania se mândrește cu linii de producție internă de procesare a titanului, inclusiv:

Linia de producție a tubului de titan de precizie importat în limba germană (capacitate anuală de producție: 30.000 tone);

Linia de rulare a foliei de titan-tehnologie japoneză (cea mai subțire până la 6μm);

Linie de extrudare continuă automatizată a tijei de titan;

Placă de titan inteligentă și moară de finisare a benzilor;

Sistemul MES permite controlul și gestionarea digitală a întregului proces de producție, obținând o precizie dimensională a produsului de ± 0,01μm.

E-mail

sale@gneemetal.com