鈦設備在石油行業的應用:尿素不僅是優質肥料,也是石化工業的原料。自1963生產的襯鈦尿素合成塔投產以來,目前已有近萬臺設備在全世界運行,鈦合金方管批發實踐表明襯鈦合成塔無明顯腐蝕。而316L不銹鋼的折算腐蝕速度為4.1—4.5mm/a。因此,鈦比不銹鋼具有更好的經濟效益。除了襯鈦尿素合成塔外,國內從70年代以來,先后使用了C02汽提塔、換熱器、混合器和泵閥等。在含硫和鹽高的原油煉制中,鈦制設備是理想的。國外在常壓蒸餾裝置、污水處理設備、脫硫分離塔的冷凝器和汽提塔的散熱器等許多工序都成功選用鈦制設備多年。我國也已在該系統中采用鑄鈦海水泵、催化裂化分餾中的鈦制冷凝器、深冷分離鈦冷凝器和多孔鈦板等,都已正常操作運行十年以上。氯化碳氫化合物是石化工業中常用的品種之一。由于涉及到氯化反應,不銹鋼設備已難勝任。鈦在國外已用于制造二氯甲烷蒸餾塔、三氯乙烷換熱器、冷凝塔和分餾塔、三氯乙烯冷凝塔、四氯乙烯換熱器和多氯盤管加熱器。我國在氯乙烯生產中,冷卻塔、廢水汽提塔和廢水貯罐的塔板支承架、接管、法蘭密封面,采用了Ti-0.2Pd的襯里,已使用近十年未見腐蝕。而鈦管道、接頭和氣體分布器等都已采用鈦材多年。苯酚是石油化工的重要原料,以丙烯和苯為原料,從異丙苯和過氧化異丙酯中提取苯酚和丙酮是一種新的工藝。國外在十幾年前就采用鈦設備,我國此項工藝尚在開發之中。在舊工藝中,苯磺化堿溶液生產苯酚,鈦合金方管批發采用鈦反應器、鈦線圈冷卻器和離子化氮化鈦攪拌軸套及鈦靶。
鈦的焊接性分析,鈦是一種活性金屬,能在室溫下形成含氧致密的氧化物薄膜,保持高的穩定性和耐腐蝕性。540℃以上生成的氧化膜則不致密。高溫下鈦與氧、氮、氫反應速度較快,鈦在300℃以上快速吸氫,400℃以上開始吸氧、吸氮,600℃以上快速吸氧,700℃以上快速吸氮。氧氣、氮對鈦的溶解使鈦的塑性和韌性降低,氫對鈦的溶解使鈦的脆性增強,韌性急劇下降。碳通過間隙固溶于鈦,提高鈦的強度,降低塑性,碳含量超過溶解度時,會產生硬脆的TiC,呈網狀分布,容易產生裂紋。此外,鈦的熔點高,比熱及導熱系數小,冷卻速度慢,焊接熱影響區在高溫下停留時間長,高溫極易過熱粗化,造成接頭塑性下降。鈦的可焊性可以從鈦的上述特性來分析。為了保證焊接接頭的性能,鈦合金方管批發應控制碳、氮、氧和氫的侵入。因此,如何在高溫下保持鈦的清潔和保護是關鍵問題。同時,鈦合金方管批發應控制焊接接頭的溫度,避免過熱影響焊接接頭的性能。氬是惰性氣體,既不與鈦形成固溶體,也不與其他元素發生反應,因此鈦的焊接適用于氬弧焊,但氬氣的純度應很高,一般純度≥99.99%。
焊縫金屬和接頭熱影響區的組織變化,鈦合金方管批發生產的鈦是有同素異形體轉變的金屬。在886°C時開始發生組織的固態轉變。886°C一下晶體結構為密排六方結構,成為α鈦;高于886°C時α結構的鈦轉變為體心立方結構的β鈦。這個轉變過程是在熔池從液體變成固體的瞬間完成的。而這個瞬間長短差異對熔池的結晶形式有影響,瞬間越長越有利于柱狀晶生長。鈦合金方管批發由于鈦具有熔點高(1668°C)、熱容量大和導熱性能差等特性,所以焊接時焊縫收到焊接線能量大小和焊縫強制冷卻的好壞影響,寒風處于高溫下滯留的瞬間就有差異。瞬間稍長,為熔池結晶柱狀晶體生長和接頭熱影響區的擴大提供條件。這也是焊接接頭塑性下降的主要原因之一。接頭的抗拉強度端口通常出現在焊縫的熱影響區。為了減少這種不利影響,鈦焊接時應采用軟焊接規范,即應使用較小的焊接線能量和較快的冷卻速度。
一、偏析型缺陷,除β偏析、β斑、富鈦偏析和條狀α偏析外,較危險的是間隙型α穩定偏析(I型α偏析),鈦合金方管批發的產品其周圍常伴有細孔、裂紋,含氧、氮等氣體,脆性較大。富鋁型α穩定偏析(II型α偏析)也伴有裂紋和脆性,構成危險缺陷。二、夾雜物是由高熔點和高密度金屬夾雜物引起的缺陷,鈦合金方管批發生產的產品是由鈦合金成分中的高熔點、高密度元素熔化不充分而留在基體中(如鉬夾雜物)形成的,也有冶煉原料(特別是回收料)中混入的硬質合金工具碎片或電極焊接工藝不當(鈦合金冶煉一般采用真空自耗電極重熔法),如鎢極電弧焊,留下鎢夾雜物、鈦夾雜物等高密度夾雜物。夾雜物的存在很容易導致裂紋的發生和擴展,因此不存在缺陷(例如,在蘇聯1977年的數據中,為了對鈦合金進行X射線檢測,必須記錄直徑為0.3-0.5mm的高密度夾雜物)。三、殘余縮孔引起的缺陷,見實例。四、孔洞,孔不一定是單一的,也可能是多個密集的,這將加速低周疲勞裂紋的擴展速度,導致提前疲勞破壞。五、裂紋主要指鍛造裂紋。鈦基體的粘度大,流動性差,導熱性差,因此在鍛造變形過程中,由于表面摩擦力大,內部變形不均勻明顯,內外溫差大等原因,容易在鍛件內部產生剪切帶(應變線),嚴重時會引起裂紋,其取向通常是沿著較大變形應力方向。六、過熱引起的缺陷鈦合金的導熱性較差,除了鍛造或原材料加熱不當外,由于鍛造過程中變形的熱效應,容易引起過熱。
醫學鈦在口腔上的應用:科研人員在單側耳聾人群中測試了該裝置。一項研究證實,該裝置舒適的穿著,對牙齒無害,并提高了對噪音環境中語言的理解。研究者們計劃較早在2010年向美國食品和藥物管理局提交他們的研究結果和申請許可。如果鈦合金方管批發一切都按計劃進行,鈦合金方管批發將該設備將于2010年下半年投入市場,這將給數百萬聾人帶來好處。單側耳聾的人,很難判斷聲音的確切來源,他們過馬路時非常危險,在吵鬧的房間里聽別人的談話也很困難。位于美國加利福尼亞州的圣馬特奧耳鳴研究中心發明了纏繞在牙齒上的小裝置,接受放在耳聾中的微型麥克風的聲音信息,轉換為振動信號。震動信號通過牙齒和下頜傳到健耳的耳蝸,再傳到大腦產生立體聽覺。這種骨傳導的聽覺傳達樣本是普通人聽自己聲音的方式,一些助聽裝置也通過骨傳導將聲音傳達給耳蝸,但有些需要鉆頭骨放置鈦棒,有些需要戴麻煩的耳機。通常的助聽器簡單地擴大空氣傳導的聲音,然后傳入耳朵。
鈦合金方管批發生產的鈦是活性很高的金屬,其活性隨著溫度的升高而提高。鈦及其合金在空氣或含氧氣氛中受熱時與氧氣一起作用。當加熱到428℃以下時,形成保護性氧化膜。當溫度升高時,氧化膜的厚度增加。當溫度高于538℃時,氧化膜開始失去保護作用,氧氣通過膜擴散到金屬中,形成明顯的氣體滲透層。如果高于815c,鈦表面形成一個松散的氧化層。當前,我國經濟保持高速健康發展,為我國鈦產業發展提供了良好的市場環境。我國化工、電力、海洋開發、汽車工業、生物工程用鈦發展迅速。特別是中國新推出的大型飛機項目,極大地拉動了國內市場對鈦的需求,成為國內鈦產業發展的主要動力。這是國內鈦合金生產企業的巨大發展機遇,也是國內鈦合金行業的嚴峻挑戰,要求鈦合金企業提高產品技術含量,優化產業結構,提高鈦合金方管批發的管理水平。相信中國的鈦工業經過幾年的追趕后,能在全球鈦工業領域內發揮越來越重要的作用。