밸브 산업의 캐스트 티타늄 합금 특성 및 응용 분야

May 22, 2023

이전 합금 재료와 비교할 때 티타늄 합금은 저밀도, 고유 강도, 부식성, 우수한 고온 성능과 같은 많은 장점을 가지고 있으므로 석유 화학, 해양 환경, 생체 의학, 항공 우주와 같은 많은 분야에서 더 널리 사용될 수 있습니다. 자동차 산업 및 해군 선박. 주조 티타늄 합금은 원하는 모양으로 주조하여 얻은 티타늄 합금이며, 가장 널리 사용되는 것은 ZTC4 (TI-6AL-4V) 합금이며, 안정적인 공정 성능, 우수한 강도 및 골절 강인함 (350 ℃ 미만).
다양한 특수 환경과 특수 유체 중간 매체 파이프 라인 변속기 시스템의 주요 제어 부분으로서, 밸브는 생산에서 많은 장비의 중요한 부분이되었으며, 밸브 없이는 산업도 할 수 없다고 말할 수 있습니다. 다른 필드의 환경, 온도 및 미디어 요구 사항이 다르기 때문에 밸브 선택은 특히 중요하고 광범위하게 가치가 있습니다. 타이타늄 합금 및 주조 티타늄 합금은 부식성, 고온 및 저온 성능, 고강도 및 기타 우수한 성능으로 인해 밸브의 주체로서 타이타늄 합금으로 광범위한 전망을 가지고 있습니다.

일반적으로 사용되는 캐스트 티타늄 합금

1.1 유형
과학 및 기술 및 생산 요구의 발전으로 다양한 종류의 캐스트 티타늄 합금이 개발되어 많은 분야에서 사용됩니다. 사진 조성물로부터, 주조 티타늄 합금은 α, β 및 α + β 3 유형으로 나눌 수 있고; 강도로부터, 중간 강도 티타늄 합금, 고 강성 티타늄 합금으로 나눌 수있다; 환경 온도의 사용으로부터 저온 티타늄 합금 (실온보다 작거나 동일), 중간 온도 티타늄 합금 (400 ℃), 고온 티타늄 합금으로 나눌 수 있습니다. 항-공모 티타늄 합금 등. 캐스트 티타늄 합금의 사용은 거의 모든 측면을 다루고 시장 가치가 높다는 것을 알 수 있습니다.

1.2 기계적 특성

캐스트 티타늄 합금은 ZTA1, ZTA2, ZTA5 및 ZTC4와 같은 다양한 유형의 α, β 및 α+β를 포함하며, 이는 각각 중국에서 TA, TC 및 TB로 표현됩니다.

밸브 산업에서 캐스트 티타늄 합금의 적용

Gr2 Titanium Valves

가장 널리 사용되는 ZTC4 캐스트 티타늄 합금을 예로 들어보십시오. AL 함량은 5.5% ~ 6.75%, V 함량은 3.5% ~ 4.5%, 나머지 구성은 TI입니다. 표 1로부터, 895 MPa의 ZTC4 캐스트 티타늄 합금 인장 강도, 825 MPa의 항복 강도. 기계적 특성과 고강도 강철의 성능은 강철 사용에 비교적 가깝습니다. 반면에 밀도는 강철보다 훨씬 작으며 밀도는 4.4 g/cm3에 불과합니다. 장비 무게 감소. 반면, 밀도는 4.4 g/cm3이며, 강철보다 훨씬 작으며 장비의 중량 감소에 도움이되며 강철이 충족하지 않는 티타늄 합금 내식성의 우수한 성능을 유지합니다.

따라서 미래의 산업 생산에서 생산 요구로 인한 체중 감소의 필요성이 있으면 대체에 적합한 주조 티타늄 합금의 선택은 제품의 무게를 효과적으로 줄일뿐만 아니라 제품 성능을 보장 할 수 있습니다. 선택.

밸브 산업에서 캐스트 티타늄 합금의 적용

2.1 해양 티타늄 밸브

밸브는 일반적으로 밸브 바디, 밸브 커버, 밸브 플랩, 밸브 스템, 핫 피스, 포장 및 구동 부품, 본체, 밸브 커버, 밸브 플랩 (게이트), 볼, 밸브 시트, 밸브로 구성됩니다. STEM 및 SEAL SEAT 및 패스너 재료 외에 내부 부품 재료라는 기타 선택된 재료; 밸브 공통 재료는 회색 주철, 연성 철, 합금강 및 구리 합금 등으로 선택적인 다각화가 될 수 있습니다. 그러나 생산의 추가 요구에 따라 연구원들은 일부 가혹한 작업 환경과 복잡한 특수 조건에서 기존 밸브 재료가 생산 및 연구 요구를 충족시킬 수 없다는 것을 발견했습니다. 이때, 우수한 성능으로 인해 티타늄과 타이타늄 합금이 주목을 받았기 때문에 티타늄 밸브가 개발되었습니다.

해양 파이프 라인 시스템은 매우 가혹한 작업 환경에 위치하고 있으며 해양 밸브의 성능은 파이프 라인 시스템의 안전성과 전반적인 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 1960 년대 초반, 러시아는 해군 티타늄 합금 연구를 시작한 후 지구 밸브, 체크 밸브 및 볼 밸브와 같은 티타늄 합금 밸브와 관련된 후속 군사 해군 배관 시스템에 사용 된 해양 β 티타늄 합금을 개발했습니다. 등, 광범위한 유형과 대량 사용; 동시에 민간 선박 배관 시스템도 티타늄 밸브를 사용하기 시작했습니다. 이전에 사용 된 구리 합금, 강철 등과 비교하여, 후속 물 테스트는 또한 주조 티타늄 합금의 사용, 자체 구조적 강도 및 부식 저항 및 높은 신뢰성의 다른 많은 측면에서 서비스 수명도 크게 확장되었음을 보여줍니다. 원래 2 ~ 5 A는 2 배 이상 연장 될 수 있으며 광범위한 관심을 끌었습니다. 특정 유형의 선박을 위해 중국 루양에있는 중국 조선 연구소 (China Shipbuilding Research Institute)가 제공 한 트리플 편심 나비 밸브는 이전 재료 선택 및 설계 체계를 변경하여 TI80을 주요 재료로 사용하여 밸브의 서비스 수명이 더 이상 확장됩니다. 밸브 제품의 적용의 신뢰성과 실용성을 향상시키기 위해 25A보다.

2.2 항공 우주 티타늄 밸브

항공 우주에서는 캐스트 티타늄 합금도 좋은 내열성과 강도 덕분에 좋은 성능을 가지고 있습니다. 1960 년대와 같은시기, 미국 항공에서 티타늄 주물의 첫 번째 시험. 연구 기간이 지난 후 1972 년부터 티타늄 합금이 공식적으로 항공기 (Boeing 757, 767 및 777 등)에 공식적으로 적용되기 시작했으며, 더 많은 정적 구조 티타늄 합금 주물뿐만 아니라 주요 위치에서도 사용되기 시작했습니다. 주요 배관 시스템 밸브 제어, 일반적으로 사용되는 밸브와 같은 안전 밸브, 체크 밸브 등은 항공기의 제조 비용을 줄이고 안전 및 신뢰성을 높이는 반면, 티타늄 합금은 다른 합금에 비해 밀도가 낮기 때문에 무게는 약물 만 있습니다. 동일한 강도 강철의 60%이므로 광범위한 사용으로 인해 항공기를 고강도와 가벼운 무게의 방향으로 꾸준히 촉진 할 수 있습니다.

현재, 항공 우주 밸브는 주로 공압, 유압, 연료 및 윤활 및 기타 많은 제어 시스템에 사용되며, 이는 부식성 및 높은 주변 온도 환경에 더 적합하며 항공 우주 차량 및 엔진의 중요한 부분 중 하나입니다. 기존 밸브는 종종 단계적으로 교체되거나 수요를 충족시킬 수 없지만 항공 우주 밸브 시장 규모가 빠르게 확장되고 있으므로 우수한 성능으로 인해 티타늄 밸브의 점유율도 증가하고 있습니다.

2.3 화학 산업 티타늄 밸브

화학 밸브는 일반적으로 고온, 고압, 부식 저항 및 차압 및 기타 가혹한 환경에서 일반적으로 사용되므로 밸브 화학 산업 응용 분야를위한 적절한 재료 선택이 중요합니다. 초기 재료 선택은 대부분 탄소강입니다. 스테인레스 스틸 등, 일정 기간의 사용은 녹과 부식, 교체 유지 보수가 필요합니다. 주조 티타늄 합금 기술의 지속적인 개발과 우수한 성능이 점차 발견되면서 티타늄 밸브도 사람들의 눈에 나타납니다.

화학 섬유 산업 정화 테레 갈산 (PTA) 생산 공장을 예로 들어, 작업 매체는 주로 아세트산 및 수평선산이며, 이는 매우 부식성이며, 차단 밸브, 볼 밸브 및 기타 밸브를 포함하는 거의 8,000 단위입니다. 사용되는 경우 다양성이 복잡하고 양이 크기 때문에 티타늄 밸브가 좋은 선택이되어 사용의 신뢰성과 안전성을 높입니다. 일반적으로 요소의 부식성으로 인해 요소 합성 타워의 출구 및 입구의 밸브는 1 A의 서비스 수명을 충족시킬 수 있습니다. Shanxi Lvliang 비료 공장, Shandong Tengzhou 비료 공장 및 Henan Lingbao 비료 공장 및 기타 기업은 마침내 티타늄 밸브 고압 체크 밸브 H72WA-220OO-50, H43WA-220ROO-50, 65, 80 및 절연 정류장을 선택하려고 여러 번 시도했습니다. 밸브 BJ45WA-25R-100, 125 등의 요소 합성 타워의 수입을 위해 서비스 수명은 2 a 이상입니다. 더 나은 내식성 저항을 반영하고 [9] 밸브 교체 및 사용 비용의 빈도를 줄입니다.

밸브 시장에서 캐스트 티타늄 합금의 적용은 위에서 언급 한 산업에만 국한되지 않으며, 개발의 다른 측면은 일본의 새로운 캐스트 티타늄 합금 TI-33.5AL-1NB-0.5CR-0.5SI와 같은 우수한 개발을 가지고 있습니다. , 저밀도, 높은 크리프 강도 및 우수한 내마모성 및 기타 많은 장점으로 인해 자동차 엔진의 후면 배기 밸브에 사용되며 엔진의 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 저밀도, 높은 크리프 강도와 같은 많은 장점이 있습니다. 그리고 좋은 내마모성.

다른 산업에서 티타늄 합금을 주조하십시오

주조 티타늄 합금의 다른 응용은 밸브 산업의 캐스트 티타늄 합금보다 더 광범위합니다. 티타늄 및 티타늄 합금은 부식성이 우수하므로 석유 화학 및 부식성 요구 사항을 가진 기타 산업의 경우 이러한 산업, 볼륨 펌프, 열교환 기, 압축기 및 원자로 및 기타 큰 장비에 필요한 산업에서 많은 대형 장비가 부식을 사용할 것입니다. 저항성 티타늄 주물은 시장 수요가 가장 많습니다. 의료 분야, 티타늄은 안전하고 비 독성이없고 무거운 금속 침전 안전 금속으로 인식되기 때문에 많은 의료 보조제, 인간 보철물 등이 재료로, 특히 치과 치료에서 거의 모든 시도 및 거의 모든 시도 및 시험 된 치과 의료 주물은 산업용 순수 티타늄 및 TI-6AL-4V 합금으로 만들어졌으며, 생체 적합성, 기계적 특성 및 부식 저항성이 우수합니다. 특성은 생체 적합성, 기계적 및 부식성입니다. 반면에, 티타늄 및 티타늄 합금 밀도의 장점, 좋은 성능, 골프 클럽, 볼 헤드, 테니스 라켓, 배드민턴 라켓 및 낚시 태클 및 기타 여러 스포츠 장비에 가벼운 체중으로 만든 제품에 널리 사용됩니다. 품질 보증, 대중에게 매우 인기가 있습니다. 예를 들어, 일본 파이프 (N104)가 개발 한 새로운 티타늄 합금 SP-700은 Taylor 300 시리즈 골프 헤드의 표면 재료로 사용되며 글로벌 골프 시장에서 잘 판매됩니다.

20 세기 말부터 석유 화학, 항공 우주, 생물 의학, 자동차 산업 및 스포츠 및 레저 필드에 티타늄 합금을 주조하는 것은 초기 시험에서 현재의 격렬한 승진 및 개발에 이르기까지 산업화와 규모를 점차 형성했습니다.

응용 프로그램의 한계

그러나, 티타늄 합금, 순수한 티타늄 및 기타 티타늄의 주조는 밸브 및 기타 제품의 본체로서 광범위한 응용 전망을 가지고 있지만 특정 제한 사항이 있습니다.

다른 금속 재료와 비교할 때, 신흥 금속으로서의 티타늄은 개발 시간이 매우 짧고, 티타늄 합금 적용은 짧은 시간 전 70 개에 불과하므로 참조 할 수있는 기술 정보는 여전히 파악하는 단계에서 매우 제한적입니다. 한편으로, 티타늄 금속의 야금으로 인해 매우 어렵 기 때문에 비용은 여전히 높습니다. 반면에 티타늄과 티타늄 합금으로 인해 티타늄 합금 캐스팅 처리 비용은 매우 높거나 가공 시간이 길고 처리 비용은 몇 배나 물질적 값이거나 심지어 수십 번까지 인식됩니다. 처리하기가 가장 어렵고 사용을 대규모로 홍보 할 수 없습니다. 따라서, 티타늄 금속의 제련 기술을 향상시키면서 적절한 가공 방법을 찾는 것이 최우선 과제입니다.

결론

티타늄과 티타늄 합금의 경우 한편으로는 성능이 뛰어나며 강철과 같은 많은 재료를 대체 할 수있는 이상적인 대체물이며, 다른 한편으로는 티타늄 자원이 풍부하므로 많은 연구자들의 관심을 받았습니다. 티타늄 자원 광업, 어려운 제련 기술 및 처리 어려움에는 여전히 일부 문제가 있지만 밸브 산업과 티타늄 산업은 활기차고 빠르게 개발되는 산업입니다. 미래의 안정적인 광업 및 티타늄 재료의 생산 및 새로운 공정의 도입 및 개선과 함께, 밸브 산업의 티타늄 합금 및 주물을 주조하는 것은 더 성숙하고 다른 산업의 응용 분야의 개발을 확장하는 경향이 있습니다. 전망.

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Author:

Mr. negan

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