宝鸡市永益钛制品有限公司提供的工业制造用钛饼,主要采用TA1、TA2、TC4及Ti-6246等材质,执行ASTM B381、GB/T 16598等国际和中国标准,具备优异的物理与机械性能,如高强度、良好的延伸率和硬度,以及出色的耐腐蚀性能,特别适用于化工反应器、航空锻件、重型机械齿轮等高要求应用场景。通过真空自耗电弧熔炼、β相区锻造、固溶及时效热处理等先进制造工艺,确保产品质量。此外,公司还关注成本控制和技术创新,推广近净成型工艺,并展望低成本钛合金及数字化锻造技术的发展,以满足不同客户的定制化需求。
一、名义及化学成分
牌号(中国GB) | 国际对应牌号 | 主要成分(wt%) | 杂质元素(≤ wt%) | 工业应用场景 |
TA1(工业纯钛) | Gr1 | Ti≥99.5, Fe≤0.20, O≤0.18 | C 0.08, N 0.03, H 0.015 | 化工反应器衬里、换热器 |
TA2(工业纯钛) | Gr2 | Ti≥99.2, Fe≤0.30, O≤0.25 | C 0.08, N 0.03, H 0.015 | 电解槽阳极板、管道法兰 |
TC4(Ti-6Al-4V) | Ti-6Al-4V | Al 5.5-6.75, V 3.5-4.5, Ti余量 | Fe 0.30, O 0.20, C 0.08 | 航空锻件毛坯、医疗植入物 |
Ti-6246 | Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo | Al 5.5-6.5, Sn 1.8-2.2, Zr 3.6-4.4, Mo 5.8-6.2 | O 0.15, Fe 0.25 | 重型机械齿轮坯料 |
二、物理与机械性能
牌号 | 密度(g/cm³) | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 延伸率(%) | 硬度(HV) | 热导率(W/m·K) |
TA1 | 4.51 | 240-370 | 170-310 | 24-30 | 120-150 | 16.4 |
TA2 | 4.52 | 340-480 | 280-400 | 20-25 | 150-180 | 15.8 |
TC4 | 4.43 | 895-930 | 825-869 | 10-15 | 330-360 | 6.7 |
Ti-6246 | 4.65 | 1100-1250 | 1000-1150 | 8-12 | 380-420 | 7.2 |
三、耐腐蚀性能
腐蚀介质 | TA1/TA2 | TC4 | Ti-6246 | 316不锈钢 |
10% HCl(常温) | 年腐蚀率<0.01mm | <0.02mm | 不适用 | >5mm(严重腐蚀) |
50% NaOH(沸腾) | <0.005mm | <0.01mm | <0.008mm | >2mm(晶间腐蚀) |
海水(Cl⁻ 3.5%) | 钝化无腐蚀 | 钝化无腐蚀 | 钝化无腐蚀 | 点蚀风险高 |
四、核心应用领域与典型案例
工业领域 | 具体部件 | 典型案例 | 技术突破 |
化工装备 | 反应器内胆 | 杜邦 PTA氧化反应器 | TA2钛饼旋压成型,耐98℃醋酸+溴离子腐蚀,寿命达20年 |
能源电力 | 汽轮机叶片毛坯 | 西门子 SGT-800燃气轮机 | TC4钛饼等温锻造,抗蠕变温度提升至400℃,效率提高8% |
医疗器械 | 人工关节锻坯 | 强生 髋关节植入物 | TC4 ELI(低间隙元素)钛饼,疲劳强度>550MPa,生物相容性通过ISO 5832-3 |
重型机械 | 齿轮箱锻坯 | 三一重工 矿山机械齿轮 | Ti-6246钛饼β锻造,抗拉强度>1200MPa,耐磨性提升40% |
五、制造工艺与流程
工艺步骤 | 技术要点 | 关键设备 |
熔炼 | 真空自耗电弧熔炼(VAR),氧含量≤0.15% | 10吨级VAR炉 |
锻造 | β相区锻造(950-1000℃),变形量60-80% | 万吨级液压机 |
热处理 | TC4:固溶处理(950℃/1h)+时效(540℃/4h) | 真空退火炉 |
机加工 | 低速切削(<50m/min),硬质合金刀具,乳化液冷却 | 数控立式车床 |
六、执行标准与检测
标准类型 | 国际标准 | 中国标准 | 检测方法 |
材料标准 | ASTM B381(钛锻件) | GB/T 16598 | 超声波探伤(ASTM E2375) |
化学分析 | ASTM E1409(氧含量) | GB/T 4698 | 惰性气体熔融法(O/N/H分析) |
力学性能 | ISO 6892-1(拉伸试验) | GB/T 228.1 | 电子万能试验机(应变速率控制) |
七、技术挑战与解决方案
挑战领域 | 问题描述 | 解决方案 |
成本高昂 | 钛饼单价是钢锻件的10-15倍 | 推广近净成型工艺(减少材料损耗30%) |
大尺寸成型 | 直径>1m钛饼易产生组织不均匀 | 多向模锻+局部感应加热(晶粒度≤5级) |
氢脆敏感性 | 高温加工中吸氢导致韧性下降 | 真空退火(氢含量≤0.008%) |
八、选型与采购建议
选型因素 | 建议 | 备注 |
介质腐蚀性 | 强酸环境选TA1/TA2,高载荷选TC4或Ti-6246 | 参考NACE MR0175/ISO 15156 |
加工复杂度 | 精密锻件优先β型钛合金(如Ti-6246),简单部件用工业纯钛 | 需供应商提供锻造工艺模拟报告 |
成本控制 | 混合使用钛-钢复合饼(如TA2/45钢)降低非承力区成本 | 结合面剪切强度≥200MPa |
九、前沿趋势与展望
技术方向 | 2025年目标 | 2030年展望 |
材料创新 | 低成本钛合金(如Ti-3543)量产 | 钛-陶瓷复合材料(耐磨性提升50%) |
工艺升级 | 3D打印钛饼(粉床熔融)成本降低30% | 全流程数字化锻造(AI工艺优化) |
循环经济 | 钛废料回收利用率≥50% | 闭环再生钛供应链(碳足迹减少40%) |
以上数据基于 《钛工业进展》(2023)、ASTM标准及 GEAE 技术报告(截至2024年),如需扩展具体工艺参数或应用案例,可进一步补充!