鈦及鈦合金15crmog鋼管的熔點

15crmog鋼管如何預防焊接變形

 15crmog鋼管對于無縫鋼管制造工藝來說。這樣的制作工藝由于經過了熱處理等多道工序，基本都是采用冷軋和熱軋兩種制造工藝。一種制造方法則是利用原材料進行擠壓。整個管材的尺寸精度比較高。另一種通過穿孔的方法，利用圓型鋼管進行軋輥滾軋時進行穿孔，然后利用軋管機等制造工藝進行平整成型。管坯及坯加熱、管坯的穿孔、鋼管的延伸。鈦及鈦合金是二十世紀四十年代末開始發展起來的一種優良的工業金屬材料，其主要特點是密度小、比強度高、耐腐蝕、耐高溫以及良好的低溫性能，并且具有某些特殊的物理、化學特性，如超導、記憶、儲氫等特殊功能，因此在宇航、航空、化工、石油、冶金、電力、醫療等領域得到廣泛的應用。公司承接的美國某化工項目中涉及到大量的鈦及15crmog鋼管的焊接，該項目采用美國ASTM標準，主要包括ASTMB861GR2GR7和GR12等級別的材料。其中ASTMB861GR2位純鈦管材，ASTMB861GR7為添加了0.12%0.25%鈀元素的鈦管，ASTMB861GR12為含鉬0.3%含鎳0.8%鈦合金。由于我國鈦資源豐富，儲量居世界首位，因此所有鈦材都從國內采購，按美國ASMEIX標準進行焊接工藝評定和焊接。由于這是公司首次焊接上述鈦及15crmog鋼管，沒有現成的工藝可用，因此必須從分析鈦及鈦合金的物理化學性質及其焊接性開始，制定正確完善的焊接工藝，預判其焊接過程中可能出現的缺陷問題并提前制定預防方案，方能保證該項目的順利進行。鈦及其合金的物理化學性質鈦的主要物理性能為：密度4.5g/cm3熔點1688℃，比熱容522J/kg?K熱導率16J/m?s?K鈦有兩種結構：882℃以下為密排六方晶格結構，稱為α鈦；882℃以上為體心立方晶格結構，稱為β鈦。

  鈦和常用的15crmog鋼管從上表可以看出，鈦的比強度接近15crmog鋼管的3倍，這讓鈦材在某些要求強度高、重量輕的領域（如宇航）相對于15crmog鋼管有不可替代的優勢。鈦的化學性質活潑，對氧有極高的親和力。有氧環境中鈦表面易生成致密而附著力強、惰性大的氧化膜，即使氧化膜受到機械破壞，只要在氧化性介質中，其自愈性強，又可再生成氧化膜，這是鈦在許多酸、堿及介質中耐腐蝕性優異的原因。鈦在高溫下與氧、氮、氫反應速度較快，從250℃開始吸氫，300℃以上快速吸氫；從400℃開始吸氧，600℃以上快速吸氧；從600℃開始吸氮，700℃以上快速吸氮。鈦及鈦合金的焊接性分析由上述鈦的物理化學性質可知，鈦的熔點高于1cr5mo合金管，比熱容大于15crmog鋼管，化學活性大于15crmog鋼管，因此鈦材的焊接相較15crmog合金管來說有更高的要求。鈦及其合金在高溫下對氧、氮、氫和碳等具有極大的親和力，液態的熔池和熔滴金屬如得不到有效保護，則更容易受到空氣等雜質的玷污，脆化程度更嚴重，給焊接帶來困難。同時，鈦合金導熱性差，電阻系數大，焊接時產生的熱量多，熱容大，不容易散失，熔化焊時需要用惰性氣體或在真空狀態進行保護。ONHC等常作為雜質元素出現在鈦合金中，這些元素本身以及它化合物的出現將會嚴重影響鈦的力學和耐蝕性能。氫是影響鈦性能的有害元素之一，會導致鈦的塑性與韌性降低，發生氫脆。冷卻時，焊縫中的氫來不及逸出會產生氣孔，故一般要求鈦材中氫的含量另外，Fe存在會嚴重影響鈦的耐腐蝕性能和綜合力學性能。鐵元素的分布不均勻現象會導致富Fe相區與貧Fe相區的出現，并且由此建立起自發電池，產生電偶腐蝕行為；此外，Fe會加速H吸收，易產生氫致裂紋，造成氫脆破壞。因此，焊接鈦合金時要重視Fe污染帶來的影響。鈦的彈性模量較低，焊后很容易產生較大的焊接變形；鈦的冷變形回彈能力強，容易給矯形帶來困難。因此，制訂焊接工藝時，必須考慮到如何預防焊接變形。

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