钛被誉为仅次于铁、铝的“第三金属”,,,,,,,,具有密度低、比强度高、耐蚀性好等突出优点,,,,,,,,作为一种新兴的结构质料,,,,,,,,普遍应用于航空、航天、舰船、化工、汽车、体育和生物医学等各个领域[1][2] 。。。。。。。。以核电领域为例,,,,,,,,核电作为一种清静、高效、清洁能源,,,,,,,,凝汽器、换热器是核电站的主要装备之一,,,,,,,,接纳海水或者被污染水作为冷却液会对装备爆发侵蚀和磨蚀,,,,,,,,使装备爆发泄露,,,,,,,,危及电站清静运行。。。。。。。。而钛以其优越的耐侵蚀性能、抗冲洗、高比强度、热交流性等性能,,,,,,,,现已成为核电用凝汽器、换热器的理想质料[3] 。。。。。。。。

1、海内钛板钛带生长现状
钛及钛合金经加工后制成板、带、箔、管、棒、丝、锻件、铸件及复合质料等产品类型,,,,,,,,钛板带材是其中最为主要的产品形式,,,,,,,,但钛板带材的加工工艺性能差,,,,,,,,切削加工难题,,,,,,,,在热加工中,,,,,,,,很是容易吸收氢氧碳氮等杂质,,,,,,,,同时钛板带材的耐磨性差,,,,,,,,生产工艺重大。。。。。。。。在2007年以前,,,,,,,,海内钛板带工业化生产处于空缺状态,,,,,,,,钛带卷完全依赖入口,,,,,,,,采购用度高、
周期长且质量不稳固,,,,,,,,严重影响了钛板带及焊管下游应用领域的生长。。。。。。。。近年来,,,,,,,,以湖南湘投金天科技集团为代表的海内多家企业相继轧制出热轧钛板带和冷轧钛板带,,,,,,,,热轧、冷轧纯钛板带的生产手艺、板带热处置惩罚手艺、轧制历程控制手艺等方面取得了长足的前进。。。。。。。。陪同着海内核电、PTA项目的建设加速及国产化需求,,,,,,,,薄壁钛焊管、化工及板换用钛板的需求越来越兴旺,,,,,,,,2020年我国钛及钛合金板带材的产量占到昔时钛加工材总量59.2%,,,,,,,,其中钛带卷的产量占有一半以上[4] 。。。。。。。。关于核电冷凝器和热交流器领域应用,,,,,,,,与接纳块式单张板较量接纳钛带卷具有质量稳固性高,,,,,,,,适合批量化一连生产、产品生产周期短及本钱降低等突出优点,,,,,,,,现在钛带卷产品已成为核电用焊管、板式换热器的首选质料[5] 。。。。。。。。
2、钛及钛合金板带材标准剖析
海内钛板带标准履历了从无到有,,,,,,,,并逐步生长,,,,,,,,现已建成较为完善得钛板带标准系统。。。。。。。。钛板带标准起步于上世纪70年月,,,,,,,,于1970年公布了钛板YB762-70及钛带行业标准YB763-70,,,,,,,,上世纪80年月初,,,,,,,,为国家标准局宣布起草国家标准妄想,,,,,,,,并于1983年宣布我国第一批板材国家标准GB 3621-83《钛及钛合金板材》和GB 3622-83《板带材》。。。。。。。。90年月初期,,,,,,,,随着钛工业手艺生长及民用领域钛板带产品需求,,,,,,,,对标准系统举行了增补及完善,,,,,,,,增添了专用钛板标准GB/T 14845-1993《板式换热器用钛板》[6] 。。。。。。。。进入21世纪,,,,,,,,对国家标准举行了大规模修订及系统完善,,,,,,,,于2007年完成了GB/T 3621、GB/T14845标准修订,,,,,,,,并宣布YS/T 658-2007《焊管用钛带》行业标准,,,,,,,,2011年宣布GB/T 26723-2011《冷轧 钛带卷》,,,,,,,,2012年宣布NB/T 20008.15-2012《压水堆核电厂用其他质料 第15部分:3级板式热交流器用钛板》。。。。。。。。
现在,,,,,,,,我国钛板带接纳标准包括国家标准(GB)、行业标准(主要是有色行业标准YS、能源行业标准NB)、美国(ASTM)及法国(RCC M)等,,,,,,,,详细见表1。。。。。。。。
表1 现行钛板带国家及行业标准
| 序号 | 编号 | 名称 | 适用规模 |
| 1 | GB/T 3621-2007 | 钛及钛合金板材 | 适用于种种用途的钛及钛合金板材 |
| 2 | GB/T 3622-2012 | 钛及钛合金带、箔材 | 适用于种种用途的钛及钛合金带材、箔材 |
| 3 | GB/T 26723-2011 | 冷轧钛带卷 | 种种用途的钛带卷 |
| 4 | GB/T 14845-2007 | 板式换热器用钛板 | 适用于冷(温)冲压制作的板式换热器传热板用钛板材 |
| 5 | YS/T 658-2007 | 焊管用钛带 | 适用于焊管用的钛及钛合金切边带材 |
| 6 | NB/T 20008.15-2012 | 压水堆核电厂3级板式热交流 器用钛板 | 适用于压水堆核电厂3级板式热交流器用深冲成型的钛板 |
| 7 | ASTM B265-2010 | 钛及钛合金带材、薄板及厚板标准规范 | 适用于退火态钛及钛合金带材、薄板及厚板 |
| 8 | RRC-M M4401 | 压水堆核电站,,,,,,,,用于制造3级 热交流器换热器的钛板 | 适用于压水堆核电厂3级板式热交流器钛板 |
从应用的适用规模来看,,,,,,,,GB/T 3621-2007、GB/T 26723-2011、GB/T 3622-2012 及ASTMB265-2010适用于种种用途,,,,,,,,GB/T 14845-2007适用于板式换热器传热板,,,,,,,,YS/T 658-2007适用于钛焊管,,,,,,,,NB/T 20008.15-2012和RRC-M M4401均适用于压水堆核电站板式换热器。。。。。。。。

核电领域主要接纳TA1、TA2钛板带材,,,,,,,,本文主要针对以上两种牌号对现行钛板带标准的化学因素及力学性能举行剖析见表2、表3。。。。。。。。
表2 现行钛板带国家及行业标准化学因素剖析
| 标准号 | 牌号 | 化学因素%(杂质含量,,,,,,,,不大于) |
| Ti | C | Fe | N | O | H | 其他元素 |
| 简单 | 总和 |
| GB/T 3621-2007 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GB/T 3622-2012 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| ASTM B265-2010 | GR1 | 余量 | 0.08 | 0.2 | 0.03 | 0.18 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GR2 | 余量 | 0.08 | 0.3 | 0.03 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GB/T 26723-2011 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GB/T 14845-2007 | TA1 | 余量 | 0.05 | 0.15 | 0.03 | 0.10 | 0.012 | 0.1 | 0.4 |
| YS/T 658-2007 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| NB/T 20008.15-2012 | TA1 | 余量 | 0.05 | 0.06 | 0.03 | 0.1 | 0.013 | / | / |
| M4401 | GR1 | 余量 | 0.05 | 0.06 | 0.03 | 0.1 | 0.013 | / | / |
GB /T 3621-2007《钛及钛合金板材》中产品牌号化学因素参照GB/T 3620.1执行,,,,,,,,其中TA1、TA2的屈服强度接纳了美国标准ASTM B265-2006指标,,,,,,,,但抗拉强度和断后伸长率均高于美国标准。。。。。。。。
GB/T 14845-2007《板式换热器用钛板》,,,,,,,,主要参考了美国ASTM B265-2006标准中的化学因素、力学性能和工艺性能等手艺指标。。。。。。。。标准中产品的抗拉强度及屈服强度均参照了美国标准,,,,,,,,但因板换特殊用途,,,,,,,,对板材的塑性要求很是高,,,,,,,,因此对TA1牌号的杂质元素含量要求更为严酷,,,,,,,,其延伸率大大高于ASTM B265-2006及GB/T 3621-2007。。。。。。。。
GB/T 26723-2011《冷轧钛带卷》带卷的化学因素参照GB/T 3620.1执行,,,,,,,,带卷的抗拉强度、屈服强度、延伸率参考美国ASTM B265-2010及GB/T3622-2012标准执行,,,,,,,,但与美国标准相比,,,,,,,,冷轧钛带卷的横向、纵向力学性能需同时抵达指标要求。。。。。。。。
YS/T 658-2007《焊管用钛带》钛带的化学因素参照GB/T 3620.1执行,,,,,,,,抗拉强度、延伸率指标与美国ASTM B265-2010相同,,,,,,,,屈服强度低于ASTMB265-2010及GB/T 26723-2011《冷轧钛带卷》标准要求。。。。。。。。
NB/T 20008.15-2012《压水堆核电厂用其他质料 第15部分:3级板式热交流器用钛板》标准完全参照法国RCC-M(2000版、2002版、2005版补遗)M4401《产品采购手艺规范 用于制造3级热交流器换热器的钛板》制订,,,,,,,,板材抗拉强度、屈服强度高于GB /T 3621-2007《钛及钛合金板材》及GB/T 14845-2007《板式换热器用钛板》,,,,,,,,延伸率低于
GB/T 14845-2007。。。。。。。。但该标准钛板的化学因素未注明C、Fe、O、N、H5种杂质元素外的其他杂质含量百分比。。。。。。。。
比照表2中各标准的化学因素,,,,,,,,可以发明GB/T3621-2007、GB/T 26723-2011、YS/T 658-2007及GB/T 3622-2012的化学因素规模一致,,,,,,,,且规模最宽,,,,,,,,ASTM B265-2010标准GR1中C、Fe及O元素和GR2中的C、N元素含量低于GB/T 3621-2007等标准要求,,,,,,,,GB/T 14845-2007标准中C、Fe、O及H元素含量低于GB/T 3621-2007 及GB/T 14845-2007等标准要求,,,,,,,,NB/T 20008.15-2012和M4401元素含量相同,,,,,,,,其C、Fe、O及H元素含量是所有标准中含量最低的,,,,,,,,控制最为严酷,,,,,,,,但标准中关于其他元素简单及总体含量比例控制没有提出要求。。。。。。。。
表3 现行钛板带国家及行业标准力学性能比照
| 标准号 | 牌号 | Rm /MPa | Rp0. 2 /MPa | A/% | 取样 |
| GB/T 3621-2007 | TA1 | ≥240 | 140-310 | ≥30 | 横向 |
| TA2 | ≥400 | 275-450 | ≥25 |
| GB/T 3622-2012 | TA1 | ≥240 | 140-310 | ≥24 | 横向 |
| TA2 | ≥345 | 275-450 | ≥20 |
| ASTM B265-2010 | GR1 | ≥240 | 138-310 | ≥24 | / |
| GR2 | ≥345 | 275-450 | ≥20 | / |
| GB/T 26723-2011 | TA1 | ≥240 | 138-310 | ≥24 | 横纵向 |
| TA2 | ≥345 | 275-450 | ≥20 |
| GB/T 14845-2007 | TA1 | ≥240 | ≥140 | ≥55 | 横向 |
| YS/T 658-2007 | TA1 | ≥240 | 125-210 | ≥24 | 纵向 |
| TA2 | ≥350 | 230-350 | ≥20 |
| NB/T 20008.15-2012 | TA1 | 290-415 | 190-310 | ≥30 | 横向 |
| M4401 | GR1 | 290-415 | 190-310 | ≥30 | 横向 |
剖析表3中各标准的力学性能,,,,,,,,GB/T 14845-2007、GB/T 3621-2007、NB/T 20008.15-2012、M4401及GB/T 3622-2012试样取样偏向为横向,,,,,,,,YS/T 658-2007试样取样偏向为纵向,,,,,,,,而GB/T 26723-2011试样取样偏向为横纵向,,,,,,,,要求最为严酷。。。。。。。。GB/T 3621-2007、GB/T 26723-2011、GB/T 3622-2012 性能指标基内情同,,,,,,,,YS/T 658-2007抗拉强度低于GB/T 3621-2007等标准要求,,,,,,,,GB/T3621-2007与GB/T 3621-2007较量,,,,,,,,伸长率提高5%,,,,,,,,GR2屈服强度提高约50MPa。。。。。。。。NB/T 20008.15-2012和M4401的屈服强度和抗拉强度区间最窄,,,,,,,,GB/T 14845-2007对证料抗拉强度上限没有提出要求,,,,,,,,但伸长率最高抵达55%。。。。。。。。

同时为知足我国各领域用钛板带需求,,,,,,,,海内先后围绕军工、医用、高端消耗品等领域制订了GJB944、GB/T13810、YS/T 795等多个国军标、国标及行业标准见表4。。。。。。。。现在核电钛带卷主要用于板式换热器及钛焊管,,,,,,,,同时核电有压水堆和气冷堆等反应堆型,,,,,,,,现有标准只适用于压水堆板式换热器,,,,,,,,缺乏专门的产品规范及标准。。。。。。。。
表4 各领域钛板带标准
| 序号 | 标准号 | 标准名称 | 适用规模 |
| 1 | GJB 944-1990 | 潜艇用TA5-A钛合金板 | 适用于潜艇的装备、装置和系统等结构件用的板材 |
| 2 | GJB 2505A-2008 | 航空用钛及钛合金板材和带材规范 | 热轧或冷轧的钛及钛合金厚板、薄板和带材 |
| 3 | GJB 6471-2008 | 航天航空用TB5 钛合金板材规范 | 厚度为0.8 mm~3.2 mm的航天航空用TB5钛合金板材 |
| 4 | GB/T 13810-2017 | 外科植入物用钛及钛合金加工材 | 适用于制造外科植入物用的钛及钛合金板、棒、丝材 |
| 5 | YS/T 795-2012 | 高尔夫球头用钛及钛合金板材 | 适用于高尔夫球头用钛及钛合金板材 |
3、结论
我国钛工业履历了从无到有,,,,,,,,并一直壮大,,,,,,,,在系统建设、工业规模、手艺前进等方面取得显著成绩,,,,,,,,但在专业领域标准系统方面尚保存进一步提升空间。。。。。。。。
(1)核电钛带卷已成为核电板式换热器及焊管最为主要的产品供应方法,,,,,,,,但现在尚无核电带卷标准。。。。。。。。
(2)现有核电板式换热器用钛板模拟外洋制订,,,,,,,,化学因素和试样取样偏向等内容还需完善。。。。。。。。
(3)应团结核电等领域产品需求特点,,,,,,,,体例切合我国核电产品结构和手艺要求的标准系统。。。。。。。。
参考文献
邓国珠.钛冶金[M].北京:冶金工业出书社,,,,,,,,2010:1.莫畏,,,,,,,,邓国珠,,,,,,,,罗方承. 钛冶金(第2版)[M].北京:冶金工业出书社,,,,,,,,2006:1.
李明利,,,,,,,,舒滢,,,,,,,,冯毅江,,,,,,,,陈婷婷,,,,,,,,祝建雯.我国钛及钛合金板带材应用现状剖析[J].钛工业希望,,,,,,,,2011(6):14-17.
贾翃,,,,,,,,逯福生,,,,,,,,郝斌.2020年中国钛工业生长报告[J].钛工业希望,2021(4):34-41.
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张捷频.我国钛及钛合金板带材标准系统综述[J].质料开发与应用,2012(3):69-73.
作者简介
肖芬,,,,,,,,本科,,,,,,,,助理工程师,,,,,,,,主要研究偏向为钛及钛合金质料开发及标准化。。。。。。。。
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