Az öntött titánötvözetek és alkalmazásuk tulajdonságai a szelepiparban
Aug 13, 2025
A hagyományos ötvözet anyagokkal összehasonlítva a titánötvözetek számos előnyt kínálnak, beleértve az alacsony sűrűségű, a magas specifikus szilárdságot, a korrózióállóságot és a kiváló magas és alacsony hőmérsékleti teljesítményt. Ezért széles körű alkalmazást találnak számos területen, ideértve a petrolkémiai iparágot, a tengeri környezetet, az orvosbiológiai környezetet, a repülőgépet, az autóiparat és a hajógyártást. Az öntött titánötvözeteket úgy kapjuk meg, hogy titánötvözeteket a kívánt formákba öntik. A legszélesebb körben használt ötvözet a ZTC4 (TI-6AL-4V), amely stabil feldolgozási teljesítményt, kiváló szilárdságot és törési szilárdságot kínál (350 fok alatti).
A különféle speciális környezetek és speciális folyadékhordozók kulcsfontosságú vezérlőelemeként a szelepek számos gyártóberendezés létfontosságú elemévé váltak, és gyakorlatilag minden ipar számára nélkülözhetetlenek. A különféle iparágakban a változó környezeti, hőmérsékleti és médiaigények miatt a szelep anyagának kiválasztása döntő jelentőségű és széles körben értékelhető. Elsősorban a titánötvözetekből és az öntött titánötvözetekből készült szelepek széles körű kilátást nyújtanak a szelepiparban, mivel kiváló tulajdonságaik, ideértve a korrózióállóságot, a kiváló magas és alacsony hőmérsékleti teljesítményt és a nagy szilárdságot.
1. Általánosan használt öntött titánötvözetek
1.1 Típusok
A technológiai fejlődéssel és a termelési igényekkel különféle öntött titánötvözeteket fejlesztettek ki és alkalmaztak széles körben. Fotóösszetételük alapján az öntött titánötvözetek három típusra oszthatók:, és+ . erősségük alapján, közepes erősségű és nagy szilárdságú titánötvözetekbe sorolhatók. Működési hőmérsékletük alapján eloszthatók alacsony hőmérsékletű titánötvözetekre (szobahőmérséklet vagy alatta), közepes hőmérsékletű titánötvözetekre (400 fok), magas hőmérsékletű titánötvözetek (500 fokos vagy annál magasabb) és lángálló titánötvözetekre. Mint látható, az öntött titánötvözetek széles körű alkalmazásokkal rendelkeznek, szinte minden szempontot lefedve és magas piaci értékkel rendelkeznek.
1.2 Mechanikai tulajdonságok
Az öntött titánötvözetek közé tartozik a ZTA1, ZTA2, ZTA5 és ZTC4, amely magában foglalja a, és a + típusokat, amelyek belföldön TA, TC és TB -ként vannak megjelölve.
Például a legszélesebb körben használt ZTC4 öntött titánötvözetet veszi figyelembe, az AL tartalma 5,5–6,75%, V -tartalma 3,5% és 4,5%, a fennmaradó rész pedig TI. Amint az az 1. táblázatban látható, a ZTC4 öntött titánötvözet szakítószilárdsága 895 MPa és hozamszilárdsága 825 MPa. Mechanikai tulajdonságai összehasonlíthatók a közepes és nagy szilárdságú acélból, így megfelelő alternatívává válik az acélhoz. Ezenkívül sűrűsége, mindössze 4,4 g/cm3, sokkal alacsonyabb, mint az acélé, megkönnyítve a súlycsökkentést. Ugyanakkor megtartja a titánötvözet kiváló korrózióállóságát, amely jellemző, amelyben az acél hiányzik.
Ezért a jövőben az ipari termelés, ha a termelési igények miatt súlycsökkentésre van szükség, akkor kiváló lehetőség a megfelelő öntött titánötvözet cseréje. Ez hatékonyan csökkentheti a termék súlyát, miközben megőrzi a teljesítményt, így jó választás.
2. Az öntött titánötvözetek alkalmazása a szelepiparban
2.1 Tengeri titán szelepek
Az utóbbi években, országom gazdaságának gyors fejlődésével, a különféle iparágak virágzottak. Alapvető általános célú mechanikus berendezésként a szelepek növekvő piaci keresletet tapasztaltak, és az én országom szelepiparának gyors fejlődését is tapasztalták. A szelep általában testből, motorháztetőből, korongból, szárból, hőcserélőből, csomagolásból és működtetőből áll. A testet és a motorháztetőt elsődleges anyagnak tekintik, míg a korong (kapu), a golyó, az ülés, a szár és a tömítés belső anyagoknak tekinthető. A rögzítőelemeket szintén figyelembe veszik. A közönséges szelep anyagok közé tartozik a szürke öntöttvas, az elrontó vas, az ötvözött acél és a rézötvözet, amelyek széles választékot kínálnak. A termelési igények növekedésével azonban a kutatók felfedezték, hogy a hagyományos szelep anyagok nem elegendőek a termeléshez és a kutatáshoz bizonyos durva működési környezetben és összetett, speciális munkakörülményekben. Következésképpen a titán és az öntött titánötvözetek nagy teljesítményük miatt felhívták a figyelmet, ami a titánszelepek kialakulásához vezet.
A tengervízvezeték -rendszerek rendkívül durva környezetben működnek, és a tengeri szelepek teljesítménye közvetlenül befolyásolja a csővezeték -rendszer biztonságát és általános teljesítményét. Már az 1960-as években Oroszország megkezdte a hajógyártás titánötvözeteinek kutatását, később tengeri minőségű béta-titánötvözetek fejlesztésével. Ezeket az ötvözeteket később katonai hajók csővezetékeiben használták. Ide tartoztak a földgömb, a csekk és a gömbszelepek, a szelepek széles választéka, amelyet nagy mennyiségben használtak. Ezzel egyidejűleg a titánszelepeket a polgári hajók csővezetékeiben is alkalmazták. A későbbi indítási tesztek kimutatták, hogy az öntött titánötvözetek használata kiváló megbízhatóságot kínál a szerkezeti szilárdság és a korrózióállóság szempontjából, mint a korábban használt rézötvözetek és acél. Ez jelentősen meghosszabbította az élettartamot, 2-5 évről több mint dupla, széles körű figyelmet fordítva. A China Shipbuilding Industry Corporation (CSIC) 725 Kutatóintézetének hármas-eccentrikus pillangószelepei Luoyangban, az én országomban, egy bizonyos típusú hajóhoz, az anyagválasztás és a tervezés eltolódását testesítik meg, olyan anyagokat alkalmazva, mint a TI80. Ez kiterjesztette a szelep szolgálati életét több mint 25 évre, javítva a szelep alkalmazásainak megbízhatóságát és gyakorlati képességét, és kitöltve a technológiai rést Kínában.
2.2 Titán szelepek az űrrepüléshez
Az öntött titánötvözetek szintén jól teljesítettek az űrben, kiváló hőállóságuknak és erősségüknek köszönhetően. Az 1960 -as években az American Airlines is először titán öntvényekkel kísérletezett. Egy kutatási időszak után az öntött titánötvözeteket hivatalosan alkalmazták repülőgépekben (például a Boeing 757, 767 és 777) 1972 -ben. A közönséges szelepek közé tartozik a biztonsági szelepek és a ellenőrző szelepek, a repülőgép gyártási költségeinek csökkentése, valamint a biztonság és a megbízhatóság növelése. Ezenkívül, mivel a titánötvözetek alacsonyabb sűrűségűek, mint a többi ötvözetek, amelyek csak körülbelül 60% -át teszik ki az acél ekvivalens szilárdsággal, széles körű felhasználásuk folyamatosan halad a magasabb szilárd és könnyebb repülőgépek felé.
Jelenleg a repülőgép -szelepeket elsősorban különféle vezérlőrendszerekben használják, beleértve a pneumatikus, hidraulikus, üzemanyag- és kenési rendszereket. Különösen jól illeszkednek a korrózióállósághoz és a magas hőmérsékletű környezethez, így döntő fontosságúak a repülőgép-járművek és motorok számára. A hagyományos szelepek gyakran periodikus cserét igényelnek, és akár nem is képesek kielégíteni a keresletet. Ezenkívül a gyorsan bővülő repülőgépszelep -piacival a titánszelepek egyre inkább növelik a piaci részesedést a kiváló teljesítményük miatt.
2.3 Titán szelepek a vegyipar számára
A kémiai szelepeket általában durva környezetben használják, amelyet magas hőmérséklet, magas nyomás, korrózióállóság és nagy nyomáskülönbség jellemez. Ezért a megfelelő anyagválasztás döntő jelentőségű a vegyiparban a szelep alkalmazásaihoz. A korai anyagokat, például a szénacél és a rozsdamentes acél gyakran használtak. Ezek az anyagok az idő múlásával rozsdásodtak, a csere és a karbantartás szükségessé tette. A titánötvözet -casting technológia folyamatos fejlesztésével és kiváló teljesítményének fokozatos felismerésével a titán szelepek is előtérbe kerültek.
Például a kémiai rostipar tisztított tereftalsav (PTA) termelési egységét véve a működő táptalaj elsősorban ecetsav és hidrogrómsav, amelyek erősen korrozívak. Közel 8000 szelepet, beleértve a stop szelepeket, a gömbszelepeket stb., Különböző típusú és hatalmas mennyiségekkel kell használni. Ezért a titán szelepek jó választássá válnak, ami növeli a használat megbízhatóságát és biztonságát. Általánosságban elmondható, hogy a karbamid korrozivitása miatt a karbamid -szintézis torony kimenetének és bemeneti nyílásának szelepei megfelelhetnek az 1 éves élettartamnak, és megfelelhetnek a felhasználási követelményeknek. Az olyan vállalkozások, mint például a Shanxi Luliang műtrágyaüzem, a Shandong Tengzhou műtrágyaüzem és a Henan Lingbao műtrágyaüzem, sok megkísérelést tettek, és végül kiválasztott titánszelepeket, például a nagynyomású ellenőrző szelepeket H72WA-220RO-50, a BJ45WA-25R-300, a 65, a 65, a 80, a 65, a 80, a 80, a 80, a 80, a 80, a 80, a 80, a 80, a 80-as, a 80. a karbamid -szintézis toronyból. A szolgálati élettartam több mint 2 év, ami tükrözi a jó korrózióállóságot [9], és csökkenti a cserefrekvenciát és a szelepek költségeit.
Az öntött titánötvözetek alkalmazása a szeleppiacon nem korlátozódik a fent említett iparágakra; Más területeken is jelentős növekedést tapasztal. Például az új öntött titán ötvözet Ti-33.5AL-1NB-0.5CR-0.5SI, amelyet Japánban fejlesztettek ki, számos előnyt jelent, beleértve az alacsony sűrűségű, nagy kúszószilárdságot és a kiváló kopásállóságot. Az autóipari motor kipufogószelepeiben történő felhasználása javíthatja a motor biztonságát és meghosszabbíthatja a szerviz élettartamát.
3. Az öntött titánötvözetek alkalmazása más iparágakban
Az öntött titánötvözetek alkalmazásával összehasonlítva a szelepiparban az öntött titánötvözetek szélesebb körű alkalmazással rendelkeznek. A titán és az ötvözetek egyaránt kiváló korrózióállósággal rendelkeznek, ami döntő jelentőségű az iparágak számára, amelyek korrozív követelményekkel, például a petrolkémiai iparban vannak. Ezekben az iparágakon belül a nagyméretű ipari berendezések, például a pozitív elmozdulási szivattyúk, a hőcserélők, a kompresszorok és a reaktorok gyakran használnak korrózióálló titán öntvényeket, amelyek a legnagyobb piaci igényt képviselik. Az orvosi területen a titán világszerte biztonságos, nem mérgező fémként ismeri el, nehézfémek nélkül. Ezért számos orvosi segítő eszköz és protézis végtag öntött titánötvözetekből készül.
Ez különösen igaz a fogászatra, ahol szinte az összes vizsgált fogászati öntvény kereskedelmi szempontból tiszta titánból és Ti-6AL-4V ötvözetből készül, kiváló biokompatibilitást, mechanikai tulajdonságokat és korrózióállóságot mutatva. Ezenkívül alacsony sűrűségük és kiváló teljesítményük miatt a titán és ötvözeteit széles körben használják különféle sporteszközökben, beleértve a golfklubokat, a klubfejeket, a teniszütőket, a tollaslabdákat és a halászkötést. A titánból készült termékek könnyűek, garantált minőségűek és nagyon népszerűek a nyilvánosság körében. Például a Nippon Kogan Co., Ltd. (N104) által kifejlesztett SP-700 titánötvözetet használják a Taylor 300 sorozatú golffejek felszíni anyagának, és globális találat.
A 20. század vége óta az öntött titánötvözetek használata olyan területeken, mint például a petrolkémiai anyagok, az repülõgép, az orvosbieminika, az autóipar, valamint a sport és a szabadidő, a kezdeti feltárástól a széles körben elterjedt promócióig és fejlesztésig, az iparosodást és a skálát fokozatosan elérve.
A titán és ötvözetei kiváló teljesítményt nyújtanak, így ideális helyettesítőkkel, például acélból. Ezenkívül a titán erőforrások bőségesek, és számos kutató figyelmét vonzzák. Míg a kihívások továbbra is fennállnak, mint például a bányászat és a titán erőforrások és a feldolgozás olvasztásának nehézsége, a szelep- és titánipar élénk és gyorsan fejlődő. A titánbányászat és a termelés jövőbeni stabilitásával, valamint az új folyamatok bevezetésével és finomításával az öntött titánötvözetek és öntvények alkalmazása a szelepiparban érett és szélesebb körben elterjedt, széles körű alkalmazási kilátásokkal más iparágakban is.
A vállalat büszkélkedhet a vezető hazai titánfeldolgozó gyártósorokkal, ideértve a következőket is:
Német által kimaradt precíziós titáncső gyártósor (éves termelési kapacitás: 30 000 tonna);
Japán-technológiai titánfólia gördülő vonal (vékonyabb-6 μm);
Teljesen automatizált titánrúd folyamatos extrudálási vonal;
Intelligens titánlemez és szalag befejező malom;
Az MES rendszer lehetővé teszi a teljes termelési folyamat digitális irányítását és kezelését, elérve a termékdimenziós pontosságot ± 0,01 μm.
