Сплавы их состав и применение: СПЛАВЫ | Энциклопедия Кругосвет

alexxlab | 26.03.2023 | 0 | Разное

Свойства титана и его сплавов и сфера их применения

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Каковы свойства титана
• Что добавляют в титан для получения сплава
• Каковы свойства сплавов титана
• Где используют титан и его сплавы

Титановые сплавы обладают таким количеством преимуществ, что это выгодно отличает их от других соединений. Высокая удельная прочность, устойчивость к повышенным температурам, стойкость к коррозии, податливость к сварке – эти и многие другие свойства титана и его сплавов сделали эти материалы особо ценными в сфере металлообработки. В нашей статье мы подробнее рассмотрим все свойства этого удивительного металла.

Характеристики титана

В таблице Менделеева Титан (Ti) можно найти под номером 22. Этот металл и его сплавы являются четырехвалентными. Кипение достигается при температуре +3330 °С, а плавление при +1168 °С.

Выделяют два вида титана, которые имеют идентичный химический состав при разном строении.

Это обуславливает отличия в их свойствах. Низкотемпературная α-модификация сохраняет устойчивость только до температуры +882,5 °С, β-модификация может выдерживать большую температуру и сохраняет устойчивость до температуры плавления.

Титан и его сплавы парамагнитны. Удельное электросопротивление этого материала достаточно высоко 5.562*10^-7–7.837*10^-7 Ом/м. Он отличается низкой восприимчивостью температуры при нагревании. В случае снижения температуры до 0,45 К, титан становится проводником. Сталь и титан внешне очень похожи.

Если сравнивать титан с алюминием или железом, то его плотность и удельная теплоемкость находятся где-то посередине. Зато он обладает высокой механической прочностью, превосходя в этом параметре алюминий в 6 раз, а чистое железо в 13 раз. Данный материал может быть представлен в любой форме: листами, плитами, трубами и прутками.

Механические и технические свойства титана и его сплавов, а также их химический состав определяются маркой материала. В его состав могут входить следующие элементы:

• алюминий;
• молибден;
• ванадий;
• марганец;
• хром;
• олово;
• кремний;
• цирконий;
• железо.

Свойства титана и его сплавов

Стандартно выделяются три категории титановых сплавов:

1. Конструкционные и высокопрочные титановые сплавы. Имеют очень твердый состав, благодаря которому достигается идеальный баланс пластичности и прочности.
2. Жаропрочные титановые сплавы. Имеют твердый состав, включающий в себя определенное количество химического соединения, что несколько снижает пластичность, зато придает высокую жаропрочность.
3. Титановые сплавы на основе химического соединения. Этот жаропрочный состав имеет малую плотность и может составить конкуренцию никелевым соединениям по жаропрочности при определенной температуре.

Сейчас Ti очень широко используют в конструкционной деятельности. Еще 200 лет назад его считали неподходящим для конструирования, но прошло время, и на данный момент это один из самых долговечных и надежных материалов с широким спектром других полезных свойств.

Рассмотрим подробнее самые популярные сплавы титана, их свойства и применение:

• ВТ1-00 и ВТ1-0.

 

Технический титан. Полуфабрикаты технического Ti марок ВТ1-00 и ВТ1-0 поставляются в большом количестве металлургическими заводами. В состав этих марок входят примеси железа, азота, кремния, кислорода, углерода и пр. При этом в разновидности ВТ1-0 примесей значительно больше, чем обуславливается его большая прочность и меньшая пластичность по сравнению со второй маркой. Высокая пластичность этих марок позволяет изготавливать тончайшие изделия, включая фольгу.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Эти материалы не обладают высокой прочностью, поэтому для ее увеличения можно выполнить нагартовку. Правда, при этом снизится пластичность. Нагартовка не является оптимальным методом улучшения свойств данного металла, поскольку пластичность снижается гораздо сильнее, чем повышается прочность. Еще одним недостатком технического Ti является водородная хрупкость. Важно следить за тем, чтобы содержание водорода не превышало 0,008 % в титане ВТ1-00 и 0,01 % в ВТ1-0.

• Сплав ВТ5 (ВТ5Л).

Для легирования сплава ВТ5 (ВТ5Л) использовали лишь алюминий, который является самым распространенным легирующим средством. Особые свойства алюминия привели его к лидирующим позициям среди всех лигирующих добавок:

1. алюминий является природным материалом, который можно легко найти и стоит недорого;
2. меньшая по сравнению с Ti плотность алюминия позволяет значительно повышать удельную прочность получаемого состава;
3. чем больше в составе алюминия, тем более жаропрочное соединение получается, также увеличивается сопротивление ползучести соединения;
4. включение в состав алюминия позволяет улучшить показатели модулей упругости;
5. повышение объема алюминия в соединении снижает их водородную хрупкость.

По сравнению с техническим Ti, для марки ВТ5 характерны такие свойства, как большая прочность и жароустойчивость. Улучшение данных свойств приводит к снижению технологической пластичности Ti. Соединение ВТ5 в горячем состоянии может быть подвергнуто штамповке, ковке и прокату, что позволяет производить профильную, прутковую и штамповочную продукцию. Но основной сферой применения является фасонное литье (марка ВТ5Л), а не металл в деформированном состоянии.

• Сплав ВТ5-1.

Соединение ВТ5-1 включено в систему Ti-Al-Sn. Технологические свойства титана и его сплавов с алюминием улучшаются за счет олова. Это приводит к снижению окислительных процессов и увеличению сопротивления ползучести. Прочностные свойства этого сплава титана позволяют отнести его к соединениям средней прочности. При этом ВТ5-1 не поддается надрезам, предел его выносливости с достаточным запасом, уровень жаропрочности достигает +450 °С.

С технологической точки зрения ВТ5-1 более предпочтителен (по сравнению с ВТ5). Основная сфера применения: поковки, листы, профили, плиты, штамповки, трубы, проволока и другие виды полуфабрикатов, производимых под давлением.

Соединение образуется путем сваривания. При этом основной материал и сварное соединение обладают одинаковой прочностью. Воздействие высокой температурой не повышает прочности ВТ5-1.

Если необходимо работать при криогенных температурах, то надо контролировать содержание примесей в материале, поскольку превышение допустимого порога может приводить к повышению хладноломкости. Маркировка ВТ5-1кт обозначает состав с пониженным содержанием примесей.

В европейских странах соединение Ti-5A1-2,5Sn используют двумя способами: по стандартному назначению и для работы при криогенных температурах. Состав для криогенной работы маркируют Ti-5AI-2,5Sn ELI и также для поддержания его свойств следят за уровнем примесей.

• Сплав ОТ4-0.

Высокотехнологичное соединение с малой прочностью маркируют ОТ4-0. Под давлением в результате горячей обработки марганец способен повысить технологичность состава. Это сплав титана псевдо-α-класса с небольшим количеством β-фазы. Не подлежит термическому упрочнению. Сфера применения: поковки, листы, прутки, ленты, штамповки и полосы. Легко принимает нужную форму при холодной и горячей обработке. Допускается даже штамповка в условиях комнатной температуры. Свойства материала прекрасно подходят для сварочных работ.

• Сплав ОТ4-1.

Среди наиболее технологичных можно выделить сплав титана ОТ4-1. Обладает следующими свойствами: малопрочный, малолегированный псевдо-α-класса системы Ti-Al-Mn, прекрасно деформируется. Можно менять форму этого титанового сплава как в горячем, так и в холодном состоянии. Сфера применения: поковки, листы, профили, плиты, ленты, прутки, полосы и трубы.

На холодную в основном выполняется листовая штамповка, не требующая сложной формы. Если необходимо изготовить более сложную по форме деталь, то желательно подогреть материал до +500 °С. Свойства ОТ4-1 позволяют использовать его для выполнения сварочных работ любым способом. При этом основной металл и сварное соединение будут обладать одинаковой прочностью и пластичностью.

Для полного отжига необходима температура +640…+690 °С (подходит для изготовления листовых полуфабрикатов и их производных) и +740…+790 °С (для изготовления поковок, прутков, штамповки и пр.).

Для неполного отжига достаточно температуры +520…+560 °С. Среди свойств, которые понижают ценность данного сплава, можно выделить невысокую прочность и излишнюю водородную хрупкость (для поддержания оптимальных свойств металла необходимо содержание водорода не более 0,005 %).

Сферы применения титана и его сплавов

Свойства титана и его сплавов нашли широкое применение в ракетной, авиационной и судостроительной отраслях. Титан и ферротитан являются лигирующими добавками к стали. Кроме этого, они могут выступать в качестве раскислителя.

Широкое распространение технический титан получил при изготовлении изделий, подвергающихся агрессивному воздействию среды (например, трубопроводы, клапаны, химические реакторы, арматура и пр.). Даже в электровакуумных приборах, работа которых тесно связана с высокой температурой, сетки и некоторые другие детали изготовлены из этого устойчивого материала.

Среди конструкционных материалов титан занимает четвертое место (после железа, алюминия и магния). Важным свойством титанового сплава с алюминием является высокая стойкость к окислению и повышению температуры, что особенно актуально для авиационной и автомобильной промышленности. Пищевая промышленность и восстановительная хирургия по достоинству оценили такое свойство этого материала, как биологическая безопасность для здоровья человека.

Разнообразие свойств титана и его сплавов довольно широко: высокая механическая прочность, устойчивость к повышению температуры, удельная прочность, стойкость к коррозии, низкая плотность и многие другие. Несмотря на высокую стоимость этого металла, затраты могут быть компенсированы более длительным сроком эксплуатации. А в некоторых ситуациях только этот материал способен выдержать работу в конкретных условиях.

Для авиастроения большое значение имеет такое свойство, как легкость материала в сочетании с высокой прочностью. Возможность использовать легкий Ti для работы в среде, где преобладают высокие температуры, выгодно отличает его от алюминия. Эти свойства титана и его сплавов позволяют использовать их при изготовлении обшивки самолетов, деталей шасси и крепления, и даже для конструирования реактивных двигателей. При этом масса изделия снижается на 10–25 %. Элементы воздухозаборников, лопатки и диски компрессоров, крепеж и многие другие детали производятся именно из титановых сплавов.

Ракетостроение также не обходится без данного материала, поскольку здесь необходимо решать сразу несколько проблем, возникающих из-за слишком малого срока работы двигателей при быстром прохождении плотных слоев атмосферы. Такие проблемы, как статическая выносливость, ползучесть и усталостная прочность, можно преодолеть за счет использования титана.

Свойства технического титана не соответствует в полной мере запросам авиационной отрасли, поскольку он не обладает достаточной тепловой прочностью. Зато его свойство сопротивляться коррозии нашло свое применение в судостроительной и химической промышленности. Здесь с его помощью изготавливают насосы для перекачки кислоты или соли, компрессоры, трубопроводы и запорную арматуру.

Емкости и фильтры из этого материала не поддаются негативному влиянию серной и соляной кислоты, а также растворам хлора. Помимо этого, Ti входит в состав материала для изготовления теплообменников, работающих в агрессивной среде (к примеру, в азотной кислоте). В области судостроения его можно встретить в обшивке подводных лодок и других кораблей, в материале торпед и гребных винтов. Удивительные свойства титана и его сплавов способствуют тому, что ракушки просто не налипают на такие детали. Вследствие этого снижается сопротивление судна во время движения.

Повсеместное использование соединений этого металла могло бы приобрести колоссальные темпы, если бы не его высокая стоимость и малая распространенность.

В промышленности соединения титана используются с разными целями в зависимости от их свойств. Так, высокая твердость карбида позволяет изготавливать из него режущие инструменты и абразивы. В производстве бумаги и пластика нашел свое применение белый диоксид. Кроме этого, с помощью него изготавливаются титановые белила.

В лакокрасочной и химической промышленности титаноорганические соединения используются как отвердитель и катализатор. Также в качестве добавки Ti применяют в химической, стекловолоконной и электронной промышленности, где идут в дело его неорганические соединения. Из нитрида титана изготавливают специальное покрытие для инструментов, а для обработки металлов чаще используют диборид как компонент, придающий твердость.

Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминиевые сплавы. Состав, свойства, технология, применение

Справочник

• формат pdf
• размер 78.44 МБ
• добавлен 09 августа 2010 г.

Справочник / Под общей редакцией академика РАН И. Н. Фридляндера – К.: “КОМИНТЕХ”, 2005. – 365 с.
Приведены данные по физико-химическим, физико-механическим, технологическим и эксплуатационным свойствам современных отечественных и зарубежных алюминиевых сплавов. Информация, приведенная в Справочнике, обобщена и систематизирована в форме, удобной для эффективного использования ее при решении широкого спектра конструкторских, технологических, эксплуатационных и экономических задач.
Справочник ориентирован на специалистов – инженеров экономистов самых разнообразных областей производства, экспертов участвующих в выработке решений, касающихся эффективного использования материалов в конструкциях.

Похожие разделы

1. Академическая и специальная литература
2. Металлургия
3. Цветная металлургия
4. Металлургия легких металлов
5. Металлургия алюминия

Смотрите также

• формат djvu
• размер 19.94 МБ
• добавлен 18 января 2011 г.

Яросл. гос. техн. ун-т. – Ярославль, 1996. – 60 с. Кратко рассматриваются основные аспекты по курсу “Материаловедение”: кристалличесоке строение тел, диаграммы состояния сплавов, теория и практика термической обработки, конструкционные и инструментальные стали и сплавы, а также цветные сплавы: медные и алюминиевые. Учебное пособие предназначено для студентов машиностроительного, автомеханического и заочного факультетов.

• формат doc
• размер 474.36 КБ
• добавлен 03 января 2008 г.

Кристаллическое строение, Кристаллизация, Физические и химические свойства, Механические свойства, Технологические и эксплуатационные свойства, Основные сведения о сплавах, Диаграмма состояния железо – Цементит, Краткие сведения о производстве чугуна и стали, Чугуны, Стали, Углеродистые конструкционные стали, Легированные конструкционные стали, Инструментальные стали, Специальные конструкционные стали, Стали и сплавы с особыми физическими свойств…

• формат djvu
• размер 8.3 МБ
• добавлен 21 июля 2009 г.

3-е издание. М.: “Машиностроение”, 1983 г. – 359 с. Учебник для металлургических специальностей. Кристаллическое строение металлов. Кристаллизация металлов и строение металлического слитка. Деформация и разрушение металлов. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металлоа. Механические свойства металлов. Основы теории сплавов. Железо и его сплавы. Чугун. Фазовые превращения в сплавах железа (теория термической обрботки стали). Т…

• формат pdf
• размер 3.63 МБ
• добавлен 31 января 2012 г.

Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 320 с. Основы технологии термической обработки цветных сплавов Медь и ее сплавы Алюминий и его сплавы Магний и его сплавы Титан и его сплавы Тугоплавкие металлы и сплавы Бериллий и его сплавы Никель и его сплавы Благородные металл и их сплавы Радиоактивные металлы и их сплавы Библиографический список

• формат djvu
• размер 2. 37 МБ
• добавлен 17 мая 2011 г.

СПб.: СПбГТИ-ТУ, 2004. – 110слайдов Твердость Ударная вязкость Строение и свойства кристаллов Анизотропия свойств Дефекты в кристаллах Теоретическая и техническая прочность Наклеп Рекристаллизация Способы закалки Схема производства чугуна и стали Влияние содержание углерода на свойства стали Легированные стали Инструментальные материалы Чугуны Алюминиевые сплавы Латуни Бронзы Коррозия Литье Прессование Дуговая сварка Газовая сварка Пайка Обработк…

Презентация

• формат pdf
• размер 6.4 МБ
• добавлен 31 января 2012 г.

Наглядное пособие – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 153 слайда. Основы технологии термической обработки цветных сплавов Медь и ее сплавы Алюминий и его сплавы Магний и его сплавы Титан и его сплавы Тугоплавкие металлы и сплавы Бериллий и его сплавы Никель и его сплавы Благородные металл и их сплавы Радиоактивные металлы и их сплавы Библиографический список

• формат doc
• размер 8.83 МБ
• добавлен 20 мая 2009 г.

Кристаллическое строение. Кристаллизация. Физические и химические свойства. Механические свойства. Технологические и эксплуатационные свойства. Основные сведения о сплавах. Диаграмма состояния железо – цементит. Краткие сведения о производстве чугуна и стали. Чугуны. Стали. Углеродистые конструкционные стали. Легированные конструкционные стали. Инструментальные стали. Специальные конструкционные стали. Стали и сплавы с особыми физическими свойств…

Справочник

• формат pdf
• размер 1. 38 МБ
• добавлен 12 июля 2010 г.

Торговый дом металлов, 391 страница. Алюминий и алюминевые сплавы; Сплавы медные; Магний и магниевые сплавы; Медь; Никель и никелевые сплавы; Свинец и свинцовые сплавы; Титан и титановые сплавы; Цинк и цинковые сплавы;

• формат pdf
• размер 10.49 МБ
• добавлен 23 мая 2010 г.

Учеб. пособие. Р-н/Д: Феникс, 2004. – 480 с. Основы материаловедения . Предмет материаловедения. Структура материалов. Основные свойства материалов. Области применения материалов. Основы выбора материалов. Основы металловедения . Металлы. Сплавы. Свойства металлов и сплавов. Сплавы железа с углеродом. Основы термической обработки 1. Технология термической обработки стали. Технология металлов. Конструкционные материалы . Металлургия. Чугуны. Стали…

• формат pdf
• размер 1.38 МБ
• добавлен 08 января 2012 г.

Изд-во: WILEY-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2007. – 193 pages. Язык: английский. Книга представляет собой справочное издание по использованию меди и медных сплавов в автомобильной промышленности. Основные вопросы, рассмотренные в книге: медные сплавы, их состав, механические и электрические свойства, маркировка изделий, технология их получения, технологические и эксплуатационные свойства, особенности проектирования изделий, способы утилизации.

Специальные сплавы и составы

Все легированные стали изготавливаются из углеродистой стали и других легирующих материалов, включая алюминий, хром, медь, марганец, никель, кремний или титан. Эти металлы в сочетании с углеродистой сталью создают особые свойства, обеспечивающие повышенную твердость, прочность и/или коррозионную стойкость. Наиболее распространенными и знакомыми сплавами являются латунь и углеродистая сталь.

Общие сплавы

Латунь изготавливается из меди и цинка с различными пропорциями и механическими и электрическими свойствами для разработки различных типов латунных сплавов. Латунь часто используется для изготовления широкого спектра трубных фитингов, резьбовых соединений, трубных фитингов и раструбных фитингов. Из-за своей исключительной стойкости к ржавчине, твердости, гибкости и долговечности латунь часто используется в трубопроводах и трубопроводах.0009 трубопроводная арматура.

УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ

Углеродистая сталь представляет собой комбинацию железа и углерода и часто содержит другие элементы с низким максимальным процентным содержанием, такие как медь (максимум 0,60 %), марганец (максимум 1,65 %) или кремний (0,60 %). максимум). Фитинги из углеродистой стали широко используются в промышленном, строительном и сельскохозяйственном оборудовании из-за требований высокого давления, высокой прочности и низкой стоимости. Углеродистая сталь является наиболее используемым металлом, на долю которого приходится почти 85% мирового производства стали. Несмотря на то, что он имеет ограниченную коррозионную стойкость по сравнению с другими материалами, он по-прежнему используется в самых разных областях промышленности.

The following alloys provide specific characteristics when combined with carbon steel:

CHROMIUM:

CHROMIUM-VANADIUM:

COBALT:

MANGANESE:

MOLYBDENUM:

НИКЕЛЬ:

ВОЛЬФРАМ:

ВАНАДИЙ:

Добавляет твердость, материал становится более прочным и износостойким

Повышает прочность на растяжение, но становится более податливым при изгибе и
легче режется.

Выдерживает экстремальные температуры, идеально подходит для режущих инструментов.

Повышенная твердость поверхности и прочность на сдвиг. Обеспечивает повышенную устойчивость к деформации и ударам

Повышенная прочность, повышенная устойчивость к ударам и нагреву

Обеспечивает повышенную коррозионную стойкость и повышенную прочность

Улучшенная структура зерна, обеспечивающая более твердый материал и превосходную термостойкость

Обеспечивает повышенную коррозионную стойкость и повышает прочность, ударную вязкость и ударопрочность

Специальные сплавы

Специальные сплавы варьируются от обычных нержавеющих сталей до супердуплексных нержавеющих сталей.

СПЛАВ 316/316L НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Сплав нержавеющей стали 316/316L представляет собой аустенитную молибденсодержащую нержавеющую сталь, содержащую никель. Более высокое содержание молибдена и никеля обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, чем, например,

304 нержавеющая сталь, особенно в отношении точечной и щелевой коррозии в хлоридных и солевых средах. Он также обеспечивает повышенную прочность при повышенных температурах.

Аустенитная структура нержавеющей стали 316/316L придает материалу превосходную ударную вязкость даже при криогенных температурах, а его коррозионная стойкость обеспечивает отличные рабочие характеристики в широком диапазоне атмосферных и агрессивных сред и других сред. Однако, когда нержавеющая сталь 316/316L подвергается щелевой коррозии и/или точечной коррозии в теплых хлоридных условиях и растрескиванию под напряжением, нержавеющая сталь 316/316L может выйти из строя и выйти из строя преждевременно. Этот материал изначально был разработан для использования на бумажных фабриках, однако часто используется в:

Brewery Equipment
Process Equipment
Springs, Nuts & Bolts
Fittings

 

Food Processing Equipment
Heat Exchangers
Laboratory Equipment
Medical Implants
Valves

Химическое/нефтехимическое оборудование
Судовое и лодочное оборудование
Контейнер для транспортировки химикатов

Дуплексные нержавеющие стали

Дуплексные нержавеющие стали имеют двухфазную («дуплексную») микроструктуру, которая состоит из аустенитной нержавеющей стали и ферритных зерен, что делает их почти в два раза прочнее обычных нержавеющих сталей. Дуплексные нержавеющие стали имеют микроструктуру, состоящую примерно из 50% аустенита и 50% феррита. Это обеспечивает более высокую коррозионную стойкость, чем другие распространенные марки нержавеющей стали, такие как 304 и 316. А поскольку дуплексные нержавеющие стали являются магнитными, их можно легко отличить от обычных марок нержавеющей стали, когда возникает какая-либо потенциальная путаница.

Дуплексная нержавеющая сталь была разработана в конце Второй мировой войны для целлюлозно-бумажной промышленности в Швеции, чтобы помочь противостоять проблемам коррозии от хлорсодержащих охлаждающих вод и других агрессивных технологических жидкостей. В конечном итоге они оказались очень полезными в таких приложениях, как:

Резервуары для хранения и Водонагреватели
Очистка дымовых газов
Теплообменники

Грузовые цистерны и трубопроводные системы0015 в танкерах-химовозах
Компоненты для проектирования конструкций
И многое другое

Благодаря высокому содержанию хрома, молия и азота дуплексные стали обладают очень хорошей локальной и равномерной коррозионной стойкостью. Их уникальная микроструктура обеспечивает превосходную стойкость к истиранию, эрозии и усталости, а также механическую прочность выше, чем у стандартных нержавеющих сталей 304 и 316, а также обеспечивает очень хорошую свариваемость.

Супердуплексная нержавеющая сталь

Супердуплексная нержавеющая сталь 2507 (UNS S32750) содержит 25% хрома, 4% молибдена и 7% никеля. Этот сплав был впервые использован в 1980-х годах, когда он был специально разработан для экстремальных и требовательных применений, требующих исключительной коррозионной стойкости и прочности, например, в химической и нефтехимической промышленности, а также в оборудовании для работы с морской водой.

Поскольку Super Duplex SS представляет собой аустенитно-ферритный сплав железа, хрома и никеля с добавлением молибдена, он обеспечивает очень хорошую стойкость к точечной коррозии и имеет более высокую, чем обычно, прочность на разрыв, чем большинство других материалов. По сравнению с обычными аустенитными нержавеющими сталями Super Duplex SS обеспечивает превосходную стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением при умеренных температурах.

Благодаря высокому содержанию хрома сплав обладает отличной устойчивостью к кислотам, хлорангидридам, щелочным растворам и другим агрессивным средам. Обычные применения супер -дуплексных нержавеющих сталей:

Компоненты для промышленности из пульпа и бумаги
Основательные заводы
Трубки и трубные системы
для нефтехимических рафининг

9001 Огромные обменные обмены
ОПЛАТА ОТДЕЛА 9009 ОПЛАТЫ .

Суперсплавы

Суперсплавы или высокоэффективные сплавы обеспечивают исключительную механическую прочность и сопротивление ползучести при высоких температурах, стойкость к коррозии и окислению и надежную поверхность стабильность. Суперсплавы широко используются в нефтяной и газовой промышленности, химической и нефтехимической промышленности, на электростанциях и во многих других областях применения в суровых условиях. Они включают ряд специальных комбинаций сплавов для изготовления материалов от Monel® до Hastelloy®.

СПЛАВ MONEL® 400

Сплав 400, также известный как монель, представляет собой серию сплавов, в основном состоящих из меди, железа, никеля и других микроэлементов. Сплав монеля 400 содержит такие же пропорции никеля и меди, которые содержатся в никелевой руде из некоторых шахт.

Монель используется в различных областях применения в экстремальных условиях, включая:

Крепежные детали
Фитинги
Насосы
Shafts

Freshwater Tanks
Gasoline Tanks
Heat Exchangers
Marine Engineering

Crude Oil Distillation Towers
Seawater Handling Equipment
Tubing, Tube Fittings & Valves Chemical & Hydrocarbon Processing

Конструкция из никель-медного сплава обеспечивает высокую устойчивость к морской воде и пару при высоких температурах, а также превосходную устойчивость к растворам солей и щелочей. Этот сплав не только обладает превосходной коррозионной стойкостью в самых разных средах, но также обеспечивает хорошую свариваемость и прочность от умеренной до высокой, а также очень хорошие механические свойства при больших колебаниях температуры (от минусовой до 1020° F/549).°С).

СПЛАВ 6MO

Сплав 6 MO (UNS S31254) представляет собой супераустенитную нержавеющую сталь с высоким содержанием молибдена и азота, которые обеспечивают исключительную стойкость к точечной и щелевой коррозии и обладают очень высокой прочностью по сравнению с обычными нержавеющими сталями.

Этот материал обладает превосходной коррозионной стойкостью в средах с высоким содержанием хлоридов; таких как соленая вода, морская вода, заводы по отбеливанию целлюлозных заводов и другие технологические потоки с высоким содержанием хлоридов. Сплав 6МО проявляет не

обладает высокой устойчивостью только к точечной и щелевой коррозии, а также к растрескиванию под действием хлоридов в агрессивных средах. Он идеально подходит для морской добычи нефти и газа, химической обработки, приборостроения и судостроения
.

Сплав 6MO широко используется в производстве:
Колонн и кристаллизаторов
Компонентов скруббера для десульфурации дымовых газов
Теплообменников и смесительных сосудов
Трубопроводов, трубок, насосов и фитингов
Сосуды и резервуары под давлением
Конденсаторы, охлаждаемые морской водой
Трубопроводы технической воды на объектах атомной энергетики

И в таких приложениях, как:
Оборудование для химической обработки
Скрубберы для десульфурации дымовых газов
Оборудование для пищевой промышленности Mill Bleach Systems
Оборудование для обработки морской воды
Колонны и оборудование для перегонки таллового масла

INCOLOY®

Инколой, сплав 825 (UNS N08825) представляет собой аустенитный сплав никеля, железа и хрома, который также содержит медь, молибден и титан. Инколой был разработан для обеспечения чрезвычайной коррозионной стойкости как в окислительных, так и в восстановительных средах или восстановительных средах (атмосферных условиях, при которых окисление предотвращается удалением кислорода и других окисляющих газов или паров). Эти коррозионные условия вызваны активно восстанавливающими газами, такими как водород, монооксид углерода и сероводород, которые окисляются в присутствии кислорода. Сплав 825 очень универсален и обеспечивает отличные механические свойства от комнатной до повышенных температур (> 1000° F/538° C)

Primary applications for Incoloy include:

Acid Production
Chemical & Nuclear Fuel Reprocessing

Oil and Gas Recovery
Pollution Control

INCONEL®

Inconel is in the same семейства Incoloy, а также представляет собой аустенитный суперсплав на основе никеля и хрома. Основное преимущество инконеля заключается в том, что он обеспечивает устойчивость сплавов к окислению и коррозии, что хорошо подходит для работы в очень экстремальных условиях, подверженных экстремальному давлению и нагреву. Уникально то, что при воздействии высоких температур инконель образует толстый, стабильный слой с оксидным покрытием, который защищает поверхность от дальнейшего воздействия. Инконель обеспечивает превосходное качество изготовления (включая соединение), исключительно высокую прочность, существенную коррозионную стойкость и способность выдерживать широкий диапазон рабочих температур (от криогенных до 1800°F/9).82°С).

Инконель часто используется в различных экстремальных условиях, таких как:

Морские применения из-за его исключительной стойкости к хлориду натрия (соли) в широком диапазоне температур

Конструкция реактивных двигателей и турбин, которые уникальны тем, что они должны выдерживать огромные колебания температуры и давления из-за экстремальных перепадов высот и погодных условий

Многие другие компоненты, применяемые в морской воде, благодаря высокой коррозионной стойкости, такие как:

• Фитинги
• Гайки, болты, шайбы и уплотнения
• Трубки
• Клапаны
  5 5

  HASTELLOY®

  Hastelloy — никель-молибденовый сплав. Из множества сортов этого материала большинство представляют собой сплавы никеля, хрома и молибдена. Каждый сорт был оптимизирован для определенной цели, каждый из которых обеспечивает высокую устойчивость к коррозии. Важно отметить, что Hastelloy® и Incoloy® очень похожи и оба считаются суперсплавами, однако между ними есть некоторые важные различия.

  Каждый из них обеспечивает превосходную механическую прочность, особенно при воздействии высоких температур, и обладает высокой устойчивостью к коррозии и окислению. Однако их различия заключаются, прежде всего, в химическом составе, свариваемости и использовании в различных областях.

  Hastelloy обладает исключительной стойкостью к сильным окислителям и восстановителям, что делает его идеальным для использования в средах с умеренной и сильной коррозией. Трубы и клапаны часто изготавливаются из Hastelloy для нефтехимической и химической промышленности. Кроме того, он идеально подходит для изготовления сосудов высокого давления и теплообменников, а также для использования в химических реакторах и ядерных реакторах.

  С другой стороны, высокое содержание железа в инколое часто

  делает его более экономичным для многих приложений. Некоторые марки Incoloy были разработаны для повышения коррозионной стойкости в суровых условиях. Его прочность при высоких температурах и устойчивость к соляным растворам, хлоридам, морской воде и кислому газу делают его очень хорошим выбором для изготовления компонентов, используемых в нефтяной и газовой промышленности. В дополнение к перечисленным выше областям применения Incoloy, это идеальный выбор для деталей самолетов, газовых турбин, горячих емкостей для продуктов питания и воды, карданных валов и автоцистерн. Кроме того, Incoloy устойчив к серной и фосфорной кислотам, ядерному топливу и другим химически агрессивным материалам и средам.

  Заключение

  Правильный выбор сплавов зависит от среды применения и других механических требований. Например, суперсплавы будут исключительными для большинства приложений. Однако из-за соотношения затрат и выгод часто более практично использовать стандартную нержавеющую сталь. Конечно, латунь и углеродистая сталь являются лучшими и наиболее экономичными для многих основных применений. Еще более сложные и экстремальные условия эксплуатации требуют специальных сплавов или суперсплавов. Лучше всего проконсультироваться с вашим поставщиком материалов, если есть какие-либо вопросы относительно того, какой сплав лучше всего использовать для данного применения.

  ИСТОЧНИКИ:
  Aalco Metals Limited
  International Molybdenum Association
  Специальные материалы для трубопроводов
  Continental Steel & Tube Company
  Fine Tubed Ltd.
  HandyTube Corporation
  Институт никеля
  High Temp Metals3
  0 United Performance Metals3

  Терминология в металлических сплавах | bartleby

  Что такое металл?

  Металл — это чистый химический элемент, который вы найдете в таблице Менделеева. 91 из 118 элементов периодической таблицы — это металлы, что делает их одними из самых распространенных элементов в мире.

  В периодической таблице все элементы делятся на металлы и неметаллы. Что делает что-то «металлом», так это то, что он встречается в природе, имеет блеск, является хорошим проводником тепла и электричества и намного плотнее, чем неметаллы.

  Что такое сплав?

  Сплав состоит из смеси металлов или металла в сочетании с одним или несколькими другими элементами. Полученная смесь образует вещество со свойствами, часто отличающимися от свойств чистых металлов, такими как повышенная прочность или твердость. Например, соединение железа с неметаллическим углеродом дает сплав, называемый нержавеющей сталью.
  Сплавы используются в различных областях: от стальных сплавов, используемых в производстве автомобилей, конструкций мостов, хирургических инструментов, титановых сплавов, используемых в аэрокосмической промышленности, а также при производстве кораблей или подводных лодок.

  Сплавы изготавливаются таким образом, что они обладают некоторыми синергетическими свойствами, такими как коррозионная стойкость, высокая механическая прочность, твердость и другие.

  Примерами сплавов являются сталь, припой, латунь, олово, дюралюминий, бронза и амальгамы.

  Алюминиевая бронза

  Алюминиевая бронза представляет собой сплав, содержащий 88-95% меди и 5-12% алюминия. Алюминиевые бронзы обладают хорошими несущими свойствами и используются для изготовления втулок и движущихся частей машин.

  Отжиг

  Отжиг описывается как процесс термической обработки для восстановления пластичности металлов, упрочненных полуфабрикатным способом.

  Анодирование

  Анодирование описывается как процесс повышения коррозионной стойкости алюминия за счет утолщения естественной оксидной пленки на поверхности. Покрытие может быть окрашено красителями или несколькими цветами в зависимости от состава обрабатываемого сплава.

  Аустенитная сталь

  Аустенитная сталь является основным классом легированной стали и наиболее широко используется. Аустенитные сплавы имеют в своем составе 18 % Cr и 8 % Ni, что повышает их износостойкость.

  Неблагородные металлы

  Неблагородные металлы относятся к основным цветным металлам в промышленности. Драгоценные металлы и второстепенные металлы не входят в состав неблагородных металлов.

  Бериллиевая медь

  Бериллиевая медь представляет собой медный сплав, содержащий небольшое количество бериллия. Он широко используется в производстве пружин и искробезопасных инструментов.

  Бинарный сплав

  Бинарный сплав описывается как сплав, состоящий из двух металлов. Чугун и другие сплавы являются примерами бинарных сплавов.

  Доменная печь

  Доменная печь определяется как печь, в которой смесь руды и кокса нагревается до высокой температуры путем продувки днища воздухом. Металл и шлак непрерывно сливаются снизу, а сверху добавляется свежая шихта. В основном используется для производства железа, стали и свинца.

  Латунь

  Латунь относится к семейству медно-цинковых сплавов, и их доля составляет 60% и 40% соответственно. Вариации в составе дают разные цвета и физические характеристики.

  Припой из латуни

  Припой из латуни представляет собой двойной сплав, состоящий из 50 % меди и 50 % цинка. Он обычно используется для соединения железа и стали при более низкой температуре, чем сварка.

  Брикет

  • В ферросплавных материалах брикет представляет собой гранулированную форму определенного количества легирующего металла, соединенного связующим.
  • Брикет также производится с помощью различных сыпучих материалов. Это делается путем оказания давления на сыпучий материал в замкнутом пространстве, чтобы уменьшить его площадь или создать брикеты высокой плотности.

  Бронза.

  Бронза представляет собой сплав, состоящий из 90 % меди и 10 % олова. Бронза обычно бывает двух видов: алюминиевая бронза и марганцевая бронза. Он также известен как высокопрочная латунь.

  Кадмий-медь

  Кадмий-медь представляет собой сплав меди с небольшим добавлением кадмия для большей прочности. Это стандартный металл для контактного провода на электрических железных дорогах.

  Медно-никелевый сплав

  Медно-никелевый сплав представляет собой бинарный сплав, состоящий из меди, содержащей около 30% никеля. Обычно используется для чеканки монет.

  Дуплексная нержавеющая сталь

  Дуплексная нержавеющая сталь — это быстрорастущий класс нержавеющей стали. Он состоит из комбинации аустенитных и ферритных типов стали с промежуточным содержанием никеля. Дуплексная нержавеющая сталь обычно используется для высокопрочных изделий.

  Электротехническая сталь

  Электротехническая сталь описывается как сталь, состоящая из железа, содержащего 0-7% кремния. Электротехническая сталь для использования в пластинах электродвигателей, трансформаторов и т. д.

  Нейзильбер с гальваническим покрытием (EPNS)

  Нейзильбер с гальваническим покрытием представляет собой третичный сплав, состоящий из комбинации трех элементов: меди (60%), никеля (20%) и цинка (20%). Он широко используется для изготовления столовых приборов и предметов декора.

  Электроцинкование

  Электроцинкование описывается как процесс, при котором слой цинка наносится на металлический лист или рулон электролитическим путем, а не горячим погружением.

  Ферритная сталь

  Ферритная сталь относится к классу нержавеющей стали без содержания никеля. Это более дешевый материал. Это хорошо для высокотемпературных применений, таких как выхлопные газы автомобилей, но не подходит для агрессивных коррозионных условий.

  Ферросплав

  Ферросплавы определяются как сплавы, состоящие из железа и смеси дополнительных элементов, таких как углерод, никель, марганец, кремний и многие другие.

  Железо

  Термин «железо» используется для обозначения элементов, содержащих железо. Чугун, сталь и другие материалы являются примерами черных металлов.

  Легкоплавкий сплав

  Легкоплавкий сплав описывается как сплав с очень низкой температурой плавления. Это легкоплавкий материал, который используется в патронах и приспособлениях.

  Galvalume

  Galvalume представляет собой стальной прокат, устойчивый к окислению, покрытый сплавом 55% алюминия и 45% цинка для получения преимуществ как при цинковании, так и при алюминировании.

  Металлическая бронза

  Металлическая бронза представляет собой прочный сплав, состоящий из 85% меди, по 5% олова, свинца и цинка. Металл обычно используется для изготовления клапанов, шестерен и статуй.

  Быстрорежущая сталь

  Быстрорежущая сталь описывается как сплав на основе железа с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью. Режущие инструменты изготовлены из быстрорежущей стали.

  Низколегированная высокопрочная сталь (HSLA)

  Высокопрочная низколегированная сталь относится к сталям, используемым в трубопроводах, машиностроении и производстве изделий с более высокой прочностью и коррозионной стойкостью по сравнению с углеродистой сталью. Желаемые свойства достигаются небольшими добавками легирующих элементов, таких как марганец, молибден и ванадий.

  Мартенсетно-стареющие стали

  Мартенсетно-стареющие стали – это никельсодержащие стали, наивысшей прочности которых достигают путем термической обработки с последующим старением в течение нескольких часов при более низкой температуре. Обладает высокой прочностью и свариваемостью.

  Лигатура

  Лигатура описывается как сплав, который обычно состоит из цветных металлов и содержит большое количество легирующих металлов.

  Контекст и приложения

  Тема терминологии металлических сплавов имеет важное значение в различных курсах и профессиональных экзаменах на уровне бакалавриата, магистратуры, аспирантуры и докторантуры. Например:

  • B.Технология в области машиностроения
  • B.Технология в области гражданского строительства
  • M.Технология в области материаловедения

  Распространенные ошибки

  Ниже приведены распространенные ошибки, допускаемые учащимися:

  • Учащиеся часто путают латунь и бронзу. Помните, что оба являются сплавами меди. Латунь — это сплав меди, полученный сплавом цинка с медью, а бронза — сплав меди, полученный сплавом олова с медью.
  • Иногда учащиеся забывают о вкладе различных элементов в один сплав.
  • Высокохромистый
  • Чугун
  • Электроцинкование
  • Коррозия под напряжением

  Практические задачи

  Q1. Что из следующего является сплавом железа?

  1. Invar
  2. Латунь
  3. Паяль
  4. Vitallium

  Правильный вариант: (A)

  Explanation: . При этом легирующим элементом является никель. Инвар имеет очень низкий коэффициент теплового расширения. Он очень мало расширяется при нагревании.

   

  Q2 . Что из перечисленного является сплавом меди?

  1. Invar
  2. Латунь
  3. Паяль
  4. Vitallium

  Правильный вариант: (B)

  Объяснение: Brass – это Alloy of Cop, и это.