Propriétés et applications en alliage en titane dans l'industrie de la valve

Par rapport aux matériaux en alliage précédent, les alliages de titane présentent de nombreux avantages tels que une faible densité, une résistance spécifique élevée, une résistance à la corrosion, d'excellentes performances à haute et basse température, afin qu'elles puissent être plus largement utilisées dans de nombreux domaines tels que la pétrochimie, le milieu marin, la biomédecine, l'aérospatiale , Industrie automobile et navires navals. L'alliage de titane coulé est l'alliage de titane obtenu en jetant la forme souhaitée, dont le plus largement utilisé est l'alliage ZTC4 (TI-6AL-4V), avec des performances de processus stables, une bonne résistance et une ténacité de fracture (en dessous de 350 ℃).
En tant que principales parties de contrôle de divers environnements spéciaux et des systèmes spéciaux de transmission de pipelines de milieu de fluide, les vannes sont devenues une partie importante de nombreux équipements en production, et on peut dire qu'aucune industrie ne peut se passer de vannes. En raison des différentes exigences environnementales, de température et de support dans différents champs, la sélection des soupapes est particulièrement critique et largement valorisée. L'alliage de titane et l'alliage de titane coulé comme corps principal de la valve en raison de sa résistance à la corrosion, de sa température élevée et de ses performances à basse température, de sa forte résistance et d'autres bonnes performances supérieures dans le champ de la valve ont une large perspective.

Alliages de titane coulé couramment utilisés

1.1 Types
Avec le développement de la science et de la technologie et des besoins de production, différents types d'alliages de titane coulé sont développés et utilisés dans de nombreux domaines. De la composition photographique, l'alliage de titane coulé peut être divisé en types α, β et α + β 3; D'après la force, peut être divisé en alliage de titane moyen-résistant, alliage de titane à haute résistance; À partir de l'utilisation de la température environnementale, peut être divisée en alliage de titane à basse température (inférieur ou égal à la température ambiante), alliage de titane à température moyenne (400 ℃), alliage de titane à haute température (supérieur à ou égal à 500 ℃) et alliage de titane anti-combustion, etc. On peut voir que l'utilisation de l'alliage de titane coulé est grande, couvrant presque tous les aspects et a une valeur marchande élevée.

1.2 Propriétés mécaniques

Les alliages de titane coulé sont de différents types tels que ZTA1, ZTA2, ZTA5 et ZTC4, couvrant 3 types de α, β et α + β, qui sont exprimés respectivement en TA, TC et TB en Chine

Application de l'alliage de titane coulé dans l'industrie de la valve

Gr2 Titanium Valves

Prenez l'alliage de titane coulé ZTC4 le plus utilisé par exemple, sa teneur en AL est de 5,5% à 6,75%, la teneur en V est de 3,5% à 4,5%, le reste de la composition est Ti. Du tableau 1 peut être vu, la résistance à la traction en alliage en alliage de titane coulé ZTC4 de 895 MPa, limite d'élasticité de 825 MPa. Ses propriétés mécaniques et les performances de l'acier à haute résistance sont relativement proches de l'utilisation de l'acier peuvent être une bonne alternative à l'acier, en revanche, sa densité n'est que de 4,4 g / cm3, beaucoup plus petite que l'acier, ce qui est propice à Réduction du poids de l'équipement. D'un autre côté, sa densité n'est que de 4,4 g / cm3, beaucoup plus petite que l'acier, ce qui est propice à la réduction du poids de l'équipement, et conserve également les performances supérieures de la résistance à la corrosion en alliage de titane, qui n'est pas respectée par l'acier.

Par conséquent, dans la production industrielle future, si le besoin de réduction du poids en raison des besoins de production, le choix de l'alliage de titane de coulée approprié pour le remplacement, peut non seulement réduire efficacement le poids du produit, mais aussi pour garantir les performances du produit, est un bon choix.

Application de l'alliage de titane coulé dans l'industrie de la valve

2.1 Valves de titane marin

La vanne est généralement composée de corps de soupape, de couvercle de soupape, de volet de soupape, de tige de soupape, de morceaux chauds, d'emballage et de pièces de conduite, du corps, de couvercle de soupape sélectionné pour les matériaux du corps principal, du volet de soupape (porte), de la balle, du siège de soupape, de la vanne SEAT SEMPLE ET SEAU ET AUTRES MATÉRIAUX SÉLECTIONNÉS COMMENTES MATÉRIAUX DE PIÈCES INTERNES, en plus des matériaux de fixation; Les matériaux communs de soupape sélectionnés sont la fonte grise, le fer ductile, l'acier en alliage et l'alliage de cuivre, etc., peuvent être une diversification sélective. Mais avec les besoins supplémentaires de la production, les chercheurs ont constaté que dans un environnement de travail sévère et des conditions spéciales complexes, les matériaux de valve conventionnels ne peuvent pas répondre aux besoins de production et de recherche. À cette époque, le titane et l'alliage de titane en titane et le casting en raison de la performance supérieure ont attiré l'attention, des vannes en titane ont été développées.

Le système de pipeline marin est situé dans un environnement de travail très dur, les performances des vannes marines affectent directement la sécurité du système de pipeline et même les performances globales. Dès les années 1960, la Russie a commencé les recherches sur l'alliage de titane naval, puis a développé un alliage marin de titane β, qui a été utilisé dans le système de tuyauterie naval militaire ultérieur, qui impliquait des vannes en alliage de titane telles que les valves de globe, les valves à carreaux et les valves à billes,, etc., en utilisant un large éventail de types et d'énormes quantités; Dans le même temps, le système de tuyauterie de navires civils a également commencé à utiliser des vannes en titane. Par rapport à l'alliage de cuivre, à l'acier, etc., le test d'eau ultérieur utilisé montre également que l'utilisation de l'alliage de titane coulé, sa propre résistance structurelle et sa résistance à la corrosion et de nombreux autres aspects de fiabilité élevée, la durée de vie a également été considérablement étendue à partir de L'original 2 ~ 5 A peut être étendu à plus de 2 fois, a attiré une attention généralisée. La vanne à papillon triple excentrique fournie par le China Shipbuilding Research Institute à Luoyang, en Chine, pour un certain type de navire, est précisément pour modifier le schéma de sélection et de conception des matériaux précédents, en utilisant TI80 comme matériel principal, la durée de vie de la valve est étendue à plus à 25 A, pour améliorer la fiabilité et la praticité de l'application des produits de vanne.

2.2 Valves en titane aérospatial

Dans l'aérospatiale, les alliages de titane coulés ont également de bonnes performances, grâce à sa bonne résistance à la chaleur et à sa force. Cette même période des années 1960, le premier essai de castings en titane dans l'aviation américaine. Après une période de recherche, à partir de 1972, l'alliage de titane de la coulée a commencé à être officiellement appliqué aux avions (Boeing 757, 767 et 777, etc.), non seulement utilisé des pièces moulées en alliage de titane de structure plus statique, mais a également commencé à être utilisé dans des positions clés, Comme le contrôle des soupapes du système de tuyauterie clé, les vannes couramment utilisées sont des vannes de sécurité, des vannes à contre-courant, etc., réduisant le coût de fabrication de l'avion, augmentant la sécurité et la fiabilité, tandis que l'alliage de titane est moins dense par rapport aux autres alliages, le poids est uniquement sur 60% du même acier de résistance, de sorte que son utilisation généralisée peut favoriser l'avion dans la direction de la résistance élevée et du poids léger régulièrement.

À l'heure actuelle, les vannes aérospatiales sont principalement utilisées dans les systèmes pneumatiques, hydrauliques, de carburant et de lubrification et de nombreux autres systèmes de contrôle, qui conviennent plus à la résistance à la corrosion et à un environnement de température ambiante élevée, et sont l'une des parties du secteur vital des véhicules et moteurs aérospatiaux. Les vannes traditionnelles doivent souvent être remplacées par étapes, ou même incapables de répondre à la demande, tandis que la taille du marché des valves aérospatiales se développe rapidement, de sorte que la part des vannes en titane en raison de ses performances supérieures augmente également.

2.3 Valves de titane de l'industrie chimique

Les vannes chimiques sont généralement utilisées à haute température, à haute pression, à la résistance à la corrosion et à la pression différentielle et à d'autres environnements généralement durs, de sorte que le choix approprié de matériaux pour les applications de l'industrie chimique de la valve semble être critique, la sélection précoce des matériaux est principalement en acier au carbone, acier inoxydable, etc., l'utilisation d'une période de temps se produira de la rouille et de la corrosion, la nécessité d'un entretien de remplacement. Avec le développement continu de la technologie en alliage de titane coulé et ses performances supérieures sont progressivement découvertes, les valves de titane apparaissent également aux yeux des gens.

Prenons l'exemple de l'industrie des fibres chimiques à l'industrie de l'industrie du téréphtalique (PTA), le milieu de travail est principalement de l'acide acétique et de l'acide hydrobromique, qui sont très corrosif Utilisé, la variété est compliquée et la quantité est énorme, donc les vannes en titane deviennent un bon choix, augmentant la fiabilité et la sécurité de l'utilisation. En général, en raison de la nature corrosive de l'urée, les vannes à la sortie et à l'entrée de la tour de synthèse de l'urée peuvent répondre à la durée de vie de 1 A ont atteint les exigences d'utilisation. Et l'usine d'engrais Shanxi Lvliang, l'usine d'engrais Shandong Tengzhou et l'usine d'engrais Henan Lingbao et d'autres entreprises ont fait plusieurs tentatives pour choisir enfin la valve à haute pression de vanne Titane Valve BJ45WA-25R-100, 125 et ainsi de suite pour l'importation de la tour de synthèse de l'urée, la durée de vie est supérieure à 2 a. Il reflète une meilleure résistance à la corrosion [9] et réduit la fréquence du remplacement et du coût d'utilisation des soupapes.

L'application de l'alliage de titane coulé sur le marché de la valve ne se limite pas aux industries susmentionnées, d'autres aspects du développement ont un bon développement, comme le développement du nouvel alliage de titane de casting japonais TI-33.5AL-1NB-0.5CR-0.5SI , avec une faible densité, une forte résistance au fluage et une bonne résistance à l'usure et de nombreux autres avantages, il est utilisé dans la soupape d'échappement arrière des moteurs automobiles, ce qui peut améliorer les performances de sécurité du moteur, il présente de nombreux avantages tels que une forte résistance à faible densité et un fluage élevé et une bonne résistance à l'usure.

Alliage de titane coulé dans d'autres industries

Les autres applications des alliages de titane acteur sont plus étendues que celles des alliages de titane coulé dans l'industrie de la valve. Les alliages en titane et en titane ont une bonne résistance à la corrosion, donc pour les industries pétrochimiques et autres ayant des exigences corrosives sont d'une grande importance, dans ces industries, les pompes à volume, les échangeurs de chaleur, les compresseurs et les réacteurs et autres grands équipements nécessaires à la production industrielle sont utilisés par la corrosion - Castings en titane résistant, a la plus grande demande de marché. Le domaine médical, parce que le titane est reconnu comme un métal de sécurité des précipitations en métal sûr, non toxique, non lourde, tant d'aides médicales, de prothèses humaines, etc. sont des alliages de titane coulés comme matériel, en particulier en soins dentaires, presque tous éprouvés et Les moulages médicaux dentaires testés sont en titane pur industriel et l'alliage TI-6AL-4V, avec une bonne biocompatibilité, des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion. Les propriétés sont biocompatibles, mécaniques et résistantes à la corrosion. D'un autre côté, en raison des avantages de la densité en alliage de titane et de titane, de bonnes performances, largement utilisés dans les clubs de golf, les têtes de balle, les raquettes de tennis, les raquettes de badminton et le tacle de pêche et de nombreux autres équipements sportifs, avec ses produits en poids léger, Assurance qualité, très populaire auprès du public. Par exemple, le nouveau Titanium Alloy SP-700 développé par Japan Pipe (N104) est utilisé comme matériau de surface pour les têtes de golf de la série Taylor 300 et est bien vendu sur le marché mondial du golf.

Depuis la fin du 20e siècle, le casting de l'alliage de titane dans les domaines pétrochimiques, aérospatiaux, biomédicaux, automobiles et sportifs et de loisirs est de l'essai initial à la promotion et au développement vigoureux actuels, et a progressivement formé l'industrialisation et l'échelle.

Limitations de l'application

Cependant, bien que le casting d'alliages de titane, de titane pur et d'autres titanium soit le corps principal de la valve et d'autres produits, dans de nombreux domaines, dans de nombreux domaines, des perspectives d'application, mais ont également certaines limites.

Par rapport à d'autres matériaux métalliques, le titane en tant que métal émergent, son temps de développement est très court, l'application en alliage de titane n'est que 70 il y a peu de temps, donc les informations techniques disponibles pour référence sont très limitées, toujours au stade de la détermination. D'une part, en raison de la métallurgie du titanium métal est très difficile, le coût reste élevé; D'un autre côté, en raison des alliages de titane et de titane, les coûts de traitement de la coulée des alliages de titane sont très élevés, le temps de traitement est long, les coûts de traitement sont plusieurs fois sa valeur matérielle, ou même jusqu'à des dizaines de fois, est reconnu comme l'un des membres Les matériaux les plus difficiles à traiter ne peuvent pas faire de promotion à grande échelle de l'utilisation. Par conséquent, l'amélioration de la technologie de fusion du titane métal, tout en recherchant des méthodes de traitement appropriées est la priorité actuelle.

Conclusion

Pour le titane et son alliage de titane, d'une part, il a des performances supérieures et est un substitut idéal pour de nombreux matériaux tels que l'acier, et d'autre part, les ressources en titane sont abondantes, il a donc reçu l'attention de nombreux chercheurs. Bien qu'il y ait encore des problèmes dans l'extraction des ressources en titane, la technologie de fusion difficile et les difficultés de traitement, l'industrie de la valve et l'industrie du titane sont également une industrie dynamique et en développement rapide. Parallèlement à l'extraction et à la production stables et à la production de matériaux en titane et à l'introduction et à l'amélioration de nouveaux processus, le casting des alliages de titane et des moulages dans l'industrie de la valve sera plus mature et aura tendance à augmenter le développement d'applications dans d'autres industries auront également une large application prospects.