バルブ業界のチタン合金の特性と用途

May 22, 2023

以前の合金材料と比較して、チタン合金には、低密度、高い特異的強度、耐食性、優れた高温および低温性能などの多くの利点があるため、石油化学、海洋環境、生物医学、航空宇宙などの多くの分野でより広く使用できます。、自動車産業と海軍船。鋳造チタン合金は、最も広く使用されているZTC4（TI-6AL-4V）合金で、希望の形状に鋳造することで得られるチタン合金であり、安定したプロセス性能、良好な強度、骨折の靭性（350℃未満）を備えています。
さまざまな特別な環境と特別な流体中程度のパイプライン伝送システムの主要な制御部分として、バルブは生産における多くの機器の重要な部分になり、バルブなしでは業界ができないと言えます。さまざまな分野での環境、温度、メディアの要件が異なるため、バルブの選択は特に重要であり、広く評価されています。腐食抵抗、高温と低温性能、高強度、バルブフィールドでのその他の優れた優れた性能により、チタン合金と鋳造チタン合金はバルブの本体として幅広い見通しを持っています。

一般的に使用されている鋳鉄合金

1.1タイプ
科学と技術の開発と生産ニーズの開発により、さまざまな種類の鋳鉄合金が開発され、多くの分野で使用されています。写真組成から、鋳造チタン合金はα、β、α +β3のタイプに分けることができます。強度から、中強度チタン合金、高強度チタン合金に分けることができます。環境温度の使用から、低温チタン合金（室温以下）、中温チタン合金（400℃）、高温チタン合金（500℃以上）に分けることができます。抗燃焼チタン合金など。鋳造チタン合金の使用は大きく、ほぼすべての側面を覆い、市場価値が高いことがわかります。

1.2機械的特性

CASTチタン合金は、ZTA1、ZTA2、ZTA5、ZTC4などのさまざまなタイプで、中国でそれぞれTA、TC、TBとして発現する3種類のα、β、α+βをカバーしています。

バルブ産業における鋳造チタン合金の適用

Gr2 Titanium Valves

最も広く使用されているZTC4鋳造チタン合金を例にとって、そのAL含有量は5.5％〜6.75％、V含有量は3.5％から4.5％、残りの組成はTIです。表1から、ZTC4鋳造チタン合金引張強度895 MPa、825 MPaの降伏強度が見られます。その機械的特性と高強度鋼の性能は、鋼の使用に比較的近いものであり、鋼の優れた代替品になる可能性があります。一方、その密度は4.4 g/cm3で、鋼よりもはるかに小さいため、機器の減少。一方、その密度はわずか4.4 g/cm3で、鋼よりもはるかに小さいため、機器の重量削減を助長し、鋼で満たされないチタン合金腐食抵抗の優れた性能も保持します。

したがって、将来の産業生産では、生産ニーズのために減量の必要性が必要な場合、交換に適した鋳造チタン合金の選択は、製品の重量を効果的に削減するだけでなく、製品のパフォーマンスを確保することもできますが、選択。

バルブ産業における鋳造チタン合金の適用

2.1海洋チタンバルブ

バルブは、通常、バルブボディ、バルブカバー、バルブフラップ、バルブステム、ホットピース、梱包部品、ボディ、バルブカバーメインボディ材料用の選択材料、バルブフラップ（ゲート）、ボール、バルブシート、バルブで構成されていますファスナー材料に加えて、茎とシールのシート、および内部部品材料と呼ばれるその他の選択された材料。選択されたバルブ共通材料は、灰色の鋳鉄、延性鉄、合金鋼、銅合金などが選択的な多様化になる可能性があります。しかし、生産のさらなるニーズに伴い、研究者は、いくつかの過酷な労働環境と複雑な特別な条件で、従来のバルブ材料が生産と研究のニーズを満たすことができないことを発見しました。現時点では、優れた性能が注目されているため、チタンと鋳造チタン合金が発生しました。

マリンパイプラインシステムは非常に厳しい作業環境にあり、マリンバルブの性能はパイプラインシステムの安全性、さらには全体的なパフォーマンスに直接影響します。 1960年代には、ロシアが海軍チタン合金の研究を開始し、その後、グローブバルブなどのチタン合金バルブ、チェックバルブ、ボールバルブなどのチタン合金バルブを含むその後の軍事海軍配管システムで使用された海洋βチタン合金を開発しました。など、幅広い種類と大量の使用。同時に、民間船配管システムもチタンバルブを使用し始めました。以前に使用した銅合金、鋼などと比較して、その後の水テストは、鋳鉄合金の使用、独自の構造強度と腐食抵抗、および高い信頼性の他の多くの側面の使用も、サービスの寿命が大幅に拡大されていることも示しています。オリジナルの2〜5 Aは2回以上拡張でき、広範囲にわたる注目を集めています。中国の中国造船研究所が特定のタイプの船で供給したトリプルエキセントリックバタフライバルブは、TI80を主な材料として使用して、以前の材料選択および設計スキームを正確に変更することです。バルブ製品の適用の信頼性と実用性を改善するために、25 Aよりも。

2.2航空宇宙チタンバルブ

航空宇宙では、鋳造チタン合金も、その良好な耐熱性と強度のおかげで、優れた性能を持っています。 1960年代のこの同じ期間、米国航空におけるチタン鋳造の最初の裁判。研究の期間の後、1972年から鋳造チタン合金が航空機に正式に適用され始めました（ボーイング757、767、777など）。キー配管システムバルブ制御など、一般的に使用されるバルブは安全バルブ、チェックバルブなどです。航空機の製造コストの削減、安全性と信頼性の向上。同じ強度鋼の60％であるため、その広範な使用は、航空機を高強度と軽量の方向に着実に促進する可能性があります。

現在、航空宇宙バルブは、主に空気圧、油圧、燃料、潤滑およびその他の多くの制御システムで使用されています。これらは腐食抵抗と周囲温度環境により適しており、航空宇宙車両とエンジンの重要なセクター部分の1つです。従来のバルブは、多くの場合、段階的に交換する必要があるか、需要を満たすことができませんが、航空宇宙バルブの市場規模が急速に拡大しているため、優れた性能のためにチタンバルブのシェアも上昇しています。

2.3化学産業チタンバルブ

化学バルブは一般に、高温、高圧、腐食抵抗、差圧、およびその他の一般的に過酷な環境で使用されるため、バルブ化学産業用途向けの材料の適切な選択は重要であると思われます。ステンレス鋼など、一定期間の使用は錆と腐食、交換のメンテナンスの必要性が発生します。鋳造チタン合金技術の継続的な開発とその優れた性能が徐々に発見されることで、チタンバルブも人々の目に現れます。

化学繊維産業を精製したテレフタル酸（PTA）生産プラントを例にとると、作業培地は主に酢酸と水臭素酸であり、非常に腐食性であり、シャットオフバルブ、ボールバルブ、その他のバルブを含む8,000単位近くのユニットである必要があります。使用すると、品種は複雑であり、量は巨大であるため、チタンバルブが良い選択になり、使用の信頼性と安全性が向上します。一般に、尿素の腐食性の性質により、尿素合成塔の出口と入口のバルブは、1 Aのサービス寿命を満たすことができます。およびShanxi Lvliang肥料工場、山東テンツェー肥料工場、河南lingbao肥料工場および他の企業は、最終的にチタンバルブ高圧チェックバルブH72WA-220ROO-50、H43WA-220ROO-50、65、80、80、80、および控えめな停止を選択する試みをいくつか試みました。 Valve BJ45WA-25R-100、125など、尿素合成塔の輸入の場合、サービス寿命は2以上です。それはより良い腐食抵抗[9]を反映し、バルブの交換と使用コストの頻度を削減します。

バルブ市場での鋳鉄チタン合金の適用は、上記の産業に限定されません。他の開発の側面は、日本の新しい鋳造チタン合金TI-33.5AL-1NB-0.5CR-0.5SIの開発など、良好な開発を持っています。、低密度、高いクリープ強度、良好な摩耗抵抗、および他の多くの利点により、それは自動車エンジンのリアエキゾーストバルブで使用されます。これにより、エンジンの安全性能を向上させることができます。そして、耐摩耗性が良好です。

他の産業のチタン合金を鋳造します

鋳造チタン合金の他のアプリケーションは、バルブ業界の鋳造チタン合金のものよりも広範囲です。チタンとチタンの合金は良好な腐食抵抗を持っているため、石油化学的要件を持つ石油化学的および他の産業にとっては、これらの産業、ボリュームポンプ、熱交換器、コンプレッサー、原子炉、および工業生産に必要なその他の大規模な機器が腐食を使用します。耐性チタン鋳物は、最大の市場需要があります。医療分野。チタンは安全で非毒性のない、非重機の金属沈殿物の安全金属として認識されているため、多くの医療援助、人間の補綴物などは、特に歯科治療で、ほとんどすべてが試行された材料として鋳造チタン合金です。テスト済みの歯科医療鋳物は、産業用純粋なチタンとTi-6AL-4V合金で作られており、生体適合性、機械的特性、耐食性が良好です。特性は、生体適合性、機械的および腐食耐性です。一方、チタンとチタンの合金密度の利点、良いパフォーマンス、ゴルフクラブ、ボールヘッド、テニスラケット、バドミントンラケット、釣りタックル、および他の多くのスポーツ用品で、軽量で作られた他の多くのスポーツ用品があります。品質保証、一般に非常に人気があります。たとえば、日本パイプ（N104）が開発した新しいチタン合金SP-700は、テイラー300シリーズゴルフヘッドの表面材料として使用され、グローバルゴルフ市場でよく販売されています。

20世紀の終わり以来、石油化学、航空宇宙、生物医学、自動車産業、スポーツとレジャーの分野での鋳造チタン合金は、最初の試験から現在の活発な昇進と開発まで、徐々に工業化と規模を形成しました。

アプリケーションの制限

ただし、チタン合金、純粋なチタン、その他のチタンの鋳造物は、バルブおよび他の製品の本体としての鋳造ですが、多くの地域では幅広いアプリケーションの見通しがありますが、一定の制限もあります。

他の金属材料であるチタンと比較して、新興金属として、その開発時間は非常に短く、チタン合金アプリケーションはわずか70時間前であるため、参照に利用できる技術情報は非常に限られており、まだ把握されています。一方では、チタン金属の冶金が非常に困難であるため、コストは高いままです。一方、チタンとチタンの合金により、チタン合金鋳造処理コストは非常に高く、処理時間は長い、処理コストはその材料価値、または数十回まで、材料の処理が最も困難であり、使用の大規模なプロモーションを行うことはできません。したがって、適切な処理方法を探しながら、チタン金属の製錬技術を改善することが現在の優先事項です。

結論

チタンとそのチタン合金の場合、一方では優れた性能を持ち、鋼などの多くの材料の理想的な代替品であり、他方ではチタン資源が豊富であるため、多くの研究者の注目を集めています。チタンの資源採掘、困難な製錬技術、処理の困難にはまだいくつかの問題がありますが、バルブ産業とチタン産業も同様に活気に満ちた急速に発展している産業です。将来の安定した採掘とチタン材料の生産、および新しいプロセスの導入と改善に加えて、バルブ業界での鋳造チタン合金と鋳造はより成熟し、他の業界でのアプリケーションの開発を拡大する傾向があります。見込み客。

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Author:

Mr. negan

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