1.2 钛种类及标准

1 钛基础知识 – 1.2 钛各类及标准 – 1.2.5世界各国钛标准制定

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钛材在工业先进的欧美各国,制定了大量的有关标准。其中美国的 ASTM 标准、 AMS 标准,欧洲的 AECMA 标准均为代表型材准。在欧美材料开发方面是以耐热、高强度为目标的钛合金、其标准制定同样以此为中心而进行。表1—5显示出关于纯钛及 Ti 6Al—4V合金板材、棒材与各国标准的对照表。不仅是欧美,俄罗斯及亚洲各国（中国、韩国）也制定了有关钛的国家标准，从此在考虑日益需求的全球化时，对制定世界共同通用标准即ISO标准，有着强烈的愿望。日本作为理事国从社团法人——日本钛协会为中心正在编制ISO/TC79/SC11一般工业用钛材料（非飞机用钛材料 ）标准，并寄予很大期望。

1 钛基础知识 – 1.2 钛各类及标准 – 1.2.4 日本钛标准（JIS）

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有关钛的 JIS 标准,可分为5大类,即:(1)作为各种钛成品的原料——海绵钛标准;(2)各种钛加工材成品及钛合金种类所规定的成品标准;(3)为规定钛种类而规定必要的化学成分定量分析方法标准;(4)为确认钛成品正常稳定性而规定检查方法标准;(5)有关焊接加工标准。 在这里,主要是对各种钛加工材成品及规定各种类的钛合金成品标准进行概要介绍。 1.2.4.1 关于日本钛标准（JIS）钛加工材概况 作为加工材最初的日本标准( JIS )是在1964年制定纯钛板材线材、配管用管材、热交换器用管、棒材、线材等标准,都是将纯钛的三米成品进行标准化,在钛管材方面制定无缝管和焊接管两种标准。日本标准( JIS )钛合金中,在1986年作为耐腐蚀性合金钛( T )钯( Pd )合金加工材中与纯钛同样,在板、条、配管用管、执布换器用管、棒、线材方面,制定标准。在耐腐蚀性合金以外方面,在用途和需求扩展的同时,在1991年制定了钛合金板材、棒材及锄造用品标准,进而在2000年制定了钛合金管材及纯钛和钛合金铸件标准。 这些标准随着生产技术的发展和需求量的扩大,重新进行修定和追加制定。在以标准国际化为理念,着手进行标准修订工作.在修改标准体系的同时,主要观点放在已成为国际标准而且在世界得到最广泛应用的美国 ASTM 标准上,对这些标准进行调整,因此,大幅度标准体系的修订是在2001年进行的。在这个修订中,将加工材不同形状类别,从纯钛到钛合金包括所有种类,都进行了修订。 在这种标准体系中,就加工材形状的板材、条材、无缝管、热交换器用管、焊接管、棒材、锻造部件、线材、铸造部件8个类别进行统一整理,在每个标准中,在类别上,纯钛为1单元,耐腐蚀合金为10~40单元, a 合金为50单元, a + B 合金为60~70单元, B 合金为80单元,这些单元号码按不同类别进行整理。在2001年进行修订时,增加12种新合金进行登记,推动新开发合金的标准化工作。 在标准化钛种类中,无论是哪一种加工材标准,原则上,纯钛(1~4种),耐腐蚀性合金(1l~23种),作为钛合金代表的 a —台金, Ti —6Al4V合金(60种)与其相同合金极低杂质合金(60E种), Ti —3Al-2.5V合金(61种)与此相同合金进行改善切削性合金(日本国内企业开发61F种),以及高 V — Al 系 B 合金(日本国内企业开发80种),都在进行标准化。在最近的修订工作中,日本国内开发的 a 合金( Ti —1.5Al合金,50种)开始进行标准化。 钛钢复台板亦进行标准化,在轧制型材与爆炸型材两方面,作为复合材,从纯钛1到纯钛3有3种以及耐腐蚀性合金有11~23种进行了标准化。 1.2.4.2外科植入物材料用钛材标准 2002年制定外科植人物用钛材标准,对纯钛、 Ti —6AI4V合金、 T -6Al-2Nb-1Ta合金、 Ti -15Zr-4Nb4Ta合金、 T -6Al-7Nb合金、 … Read more

1 钛基础知识 – 1.2 钛各类及标准 – 1.2.3 钛合金

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1.2.3 钛合金 关键词 化学亲和力：进行化学反应速度的程度概念。表示在定温定压下吉布斯( Gibbs )的自由能量变化。标准生成自由能量与温度的关系“耶林格姆”图中,可以看到钛与0、 C 、 N 反应引起的倾向,与铁相比为大。[日本金属学会编《金属物理化学》(1996)] 铁、钛二元合金：从状态图( J . Murray . Phase diagram of Ti Alloys . ASM ,1987)70%T合金的凝固温度约为1140~1085℃(共晶温度),比钢铁的共晶温度(1153℃)低。还有40%Ti合金的凝固温度为1380~1317℃(包晶温度)。 感应焊接：钢板磁界内在导电体内所产生的涡流损失或是利用磁滞损耗焊接法。在焊接钛合金时,要使用高频感应炉等。 (1)中间合金 钛是活性金属,它与氧、碳、氮、硫的化学亲和力比铁强,因此用于钢铁材料的脱氧剂及清洁作用的添加物。还被用于结晶晶粒的微细化,参与钢铁材料的各种改质工作。 含有添加物的钛材料中,海绵钛和钛铁—元系合金成为钛合金的两类。1)在这里面钛合金是铁合金之一。2)铁合金是锰、硅、铬、镍、钛等的一种或是含有大量元素一种或数种铁的合金，它作为合金钢、合金铸铁生产以及炼钢工艺作为脱氧剂、脱硫剂及脱氮剂其总称为中间合金。向铁中添加熔点高、能均匀熔解的金属不是一件容易的事。因采用中间合金则熔解速度加快并且组成均一。它与海绵钛相比,其与矿渣、耐火材料的反应,有所减轻的优点。选择添加钛材料要根据具体的使用条件和成本进行考虑。 (2)制造方法 19世纪末,生产钛合金时,钛铁矿( FeTiO ,)、金红石等氧化物系矿石利用电炉进行碳还原及铝热反应进行铝还原,杂质含量较高。1940年, W . J . Kroll 发表钛工业型生产法,随后金属钛工业得到发展。相随钛合金的生产采用金属钛和钢铁材料进行电弧熔炼,目前日本国内的生产,几乎全采用此法。 (3)成品 主要用作钢铁生产的脱氧剂、脱氮剂及合金添加剂,所用低碳钛合金的 JIS 标准(G2309:1998)如表1—4所示,日本国内主要生产含钛量为70%的钛合金,按使用粒度条件的要求进行破碎,除上述用途而外,还可以制成焊接用(含 Ti 量约40%)的成品。