鈦制品的特性及其結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

由于各種鈦和鈦合金在物理、化學(xué)、力學(xué)、耐蝕和工藝性能方面具備獨自的特性,因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上不能盲目套用常用的黑色金屬和其他有色金屬制的設(shè)備的結(jié)構(gòu)。本規(guī)定根據(jù)鈦材性能的特點，提出了鈦設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)定。 　　

①由于鈦和鈦合金的力學(xué)性能與鋼不同，鈦材屈強比高，塑性變形范圍狹窄、冷沖壓和冷彎時回彈較大，故要求鈦制設(shè)備的結(jié)構(gòu)力求簡單，同時良好的結(jié)構(gòu)也便于焊接接頭附近表面的清洗，便于用氣體保護焊，保護正、背面的焊接接頭質(zhì)量。 　　

②鈦能和錯、妮、擔(dān)、鉛金屬相焊，焊后不會產(chǎn)生脆性，這是由于這些金屬在鈦中溶解度很大。但鈦與鋼及其他金屬互熔特性較差，故鈦與其他金屬無法直接熔焊。要連接只能通過粘結(jié)、釬焊、爆炸焊和螺栓連接。 　　

③鈦的沖擊韌性和斷裂韌性較差，故在設(shè)計時應(yīng)保持結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和焊接處的平滑，盡量避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。 　　

④鈦的塑性變形范圍狹小，而且有明顯的加工硬化現(xiàn)象。所以鈦制零部件的彎曲和翻邊通常采用較大的彎曲半徑，脹管時采用較小的脹管率。 　　

⑤純鈦在氯化物溶液中易產(chǎn)生縫隙腐蝕，但鈦的縫隙腐蝕與溫度、氯化物濃度、ｐＨ值以及縫隙的尺寸有著密切的關(guān)系。 　　

在海水和氯化納鹽水中，當(dāng)溫度在１４９℃以下時，鈦不會發(fā)生腐蝕。當(dāng)溫度超過１２１℃時，鈦在極狹窄的縫隙內(nèi)，尤其是在非金屬墊片處可能發(fā)生腐蝕，但當(dāng)溫度超過１４９℃時，鈦在較寬的間隙中，如管子與管板的間隙中也會發(fā)生腐蝕。當(dāng)金屬表面有質(zhì)地較硬的氯化物沉積物時，沉積物下的氯化物有效濃度將與該處管壁溫度下的氯化物溶解度相當(dāng)，而且由于積垢的隔熱作用，溫度可大大上升，因此積垢下亦是易發(fā)生縫隙腐蝕的場處。溫度和氯化物濃度越高則鈦的縫隙腐蝕傾向越大。 　　

鈦的縫隙腐蝕敏感性還與間隙大小有關(guān)。狹窄的間隙發(fā)生縫隙腐蝕的可能性要比寬間隙來得大。當(dāng)鈦與非金屬材料接觸時，縫隙腐蝕傾向比鈦一鈦型間隙中要大得多。事實上，設(shè)備中常見的縫隙腐蝕也多半是發(fā)生在與非金屬墊片接觸的法蘭密封面上。鈦在鹽酸、硫酸、草酸和甲酸溶液中也會發(fā)生縫隙腐蝕。