成小麗++王巧莉++張富平

摘 要：文章針對Gr.12冷凝器管材化學成分中的主要雜質(zhì)元素含量、加工率及退火溫度對其屈服強度σ0.2的影響進行探討，得到了如下結(jié)論：Gr.12管材的化學成分鐵含量在0.09～0.14%（目標值0.10%），氧0.13～0.17%（目標值0.14%），加工量30-60%范圍，退火溫度為650℃×1h時，管材屈服強度σ0.2達到國外標準ASTM B338-2002要求（σ0.2？芏345Mpa）且穩(wěn)定。

關鍵詞：Gr.12冷凝器管；屈服強度σ0.2；雜質(zhì)元素含量；退火溫度

1 概述

Gr.12（Ti-0.3Mo-0.8Ni）以其具有中等強度及良好的耐縫隙腐蝕性，而被廣泛應用于熱交換器、壓力容器、氯堿和鹽水蒸發(fā)等行業(yè)（主要以管件形式應用）。目前冷加工無縫Ti-0.3Mo-0.8Ni管材產(chǎn)品已滿足國內(nèi)市場對產(chǎn)品性能的要求，但還到不到國外標準ASTM B338-2002對屈服強度σ0.2的要求（σ0.2？芏345Mpa）。本文以Φ25.4 ×1.24為研究規(guī)格，通過不同的工藝試驗，得到滿足 ASTM B338-2002性能要求的產(chǎn)品，為企業(yè)開拓該類產(chǎn)品的國外市場積累技術(shù)經(jīng)驗。

2 研制過程

2.1 坯料的制備

研究中所用的管坯為真空自耗電弧爐二次熔煉的鑄錠經(jīng)鍛造擠壓而成，管坯規(guī)格：Φ68×6。

2.2 材質(zhì)化學成分的調(diào)整

在試驗過程中，通過改變主要雜質(zhì)元素鐵、氧含量來研究對管材力學性能影響。

本次試驗擬定的主要化學元素含量控制范圍為：Fe： 0.09～0.14%，O：0.13～0.17%。

2.3 軋制工藝

本次試驗選用以下兩種工藝方案：

工藝①：四道次加工

工藝②：三道次加工

2.4 退火溫度

試驗中采用的成品退火溫度為600℃×1h、620℃×1h、650℃×1h、680℃×1h。

3 試驗結(jié)果分析

3.1 材料化學成分與力學性能

鐵含量0.12-0.16%，氧含量0.09-0.13%，σbMPa（550-600）、σ0.2MPa（360-425）、δ50%（38-32），當氧含量增加時管材強度隨之提高而塑性逐部降低，這是由于氧是a為穩(wěn)定元素，隨著氧含量增加時可以提高相變點，擴大α相區(qū)，形成間隙式固溶體，提高鈦的強度，塑性降低；鐵為β穩(wěn)定元素，對合金有固溶強化的作用。本試驗過程中鐵含量 0.09～0.14%，氧含量0.13～0.17%時，可見管材屈服強度能均滿足國外標準ASTM B338-2002（σ0.2≥345MPa）的要求且穩(wěn)定。

3.2 軋制工藝的確定

現(xiàn)將兩種不同工藝所生產(chǎn)管材與力學性能做對比：

工藝① σb（MPa）580/595 σ0.2（MPa）385/390 δ50（%）32/28

工藝② σb（MPa）600/585 σ0.2（MPa）410/395 δ50（%）325/32

從數(shù)據(jù)可知：兩種工藝均能達到標準ASTM B338-2002 對σ0.2的要求，工藝①相比工藝②管材力學性能稍低一些，這是由于工藝①相比工藝②加工量小。隨著管材的冷加工量的增大，管材的加工硬化程度增加的緣故，強度有所升高。可見，管材終軋加工量在30-60%時管材屈服強度勻可達到ASTM B338-2002要求且穩(wěn)定。

3.3 退火溫度的確定

由圖1可以看出在600-680℃范圍退火，室溫力學性能均滿足國外標準要求，在650℃×1h退火性能達到預期值且穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

管材在鐵含量鐵 0.09～0.14%（目標值0.10%），氧0.13～0.17%（目標值0.14%），加工量在30-60%范圍，退火溫度為650℃×1h時，管材屈服強度達到國外標準ASTM B338-2002要求且穩(wěn)定。

參考文獻

[1]張喜燕，等.鈦合金及應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.

[2]李青云，等.稀有金屬加工手冊[M].北京：冶金工藝出版社，1987.