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鈦制容器相關(guān)知識

1、工業(yè)純鈦在靜戰(zhàn)荷作用下，其主要的變形機制是什么?

主要變形機制是滑移。隨著塑性變形的進行，大量的滑移帶不斷出現(xiàn)，晶粒和李晶被拉?、扭曲，當塑性變形超過一定限度時即發(fā)生開裂。當在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，以剪切滑移為主，即滑移主要沿著與拉力成45°的兩組平面上進行。隨著滑移的循序進行，裂紋不斷打展，其 端部仍保持尖說缺口。接近裂端的晶粒因嚴重變形而被拉?，每個晶粒就好像是一個受周圍制約的單晶體，它們因滑移而相繼斷開。

2 、鈦在靜載荷下的強度特性 與壓力容器常用的鋼材有哪些不同?

鈦在靜載荷下的強度特性與壓力容器常用的鋼材不同，它沒有明顯的物理屈服，而產(chǎn)生鋸?狀屈服、聲發(fā)射現(xiàn)象、熱塑性、冷蠕變、偽彈性和形狀記憶效應(yīng)等特殊行為。

3、工業(yè)純鈦為什么在一196°C溫度下仍具有較高的韌性?影響其低溫韌性的因素有哪些?

工業(yè)純鈦的強度隨溫度的降低而提高，但塑性降低得不多，而且仍有較好的延性和韌性，故適宜用作低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)材料。鈦在低溫下具有高塑性的原因，是由于它在低溫下的 主要變形方式是生成孿晶。在同一變形程度內(nèi)，隨著溫度的降低，使晶粒內(nèi)生成李晶密度和晶粒數(shù)量增加，同時改變孿晶的夾層形狀。隨著變形程度增加，將使多晶集合體完全?成李晶，達到晶粒自身的強化，然后開始晶間變形。

影響鈦低溫性能的主要因素是間隙元素的含量，低間隙元素(N、0、H、C) 和鐵含量的工業(yè)純鈦，抗冷脆性能較好。其次是鈦設(shè)備的制造工藝對低溫性能也有影響。除工藝條件控制不嚴，侵人氣體雜質(zhì)影響性能外，沖壓成形的冷變形量對低溫性能也產(chǎn)生影響。當冷變形量超過一定限度后， 會導(dǎo)致低溫脆性。

4、為什么說各向異性的鈦材按各向同性的鋼制壓力容器的設(shè)計準則會帶來較大的浪費?

工業(yè)純鈦和a 型鈦合金在常溫下為密排六方晶體，其金屬晶格具有明顯的擇優(yōu)取向現(xiàn)象，造成了鈦單晶的各向異性 。這種各向異性在鈦材的軋制過程中進一步加強，從而使軋制的鈦材具有明顯的各向異性，所以鈦制壓力容器具有較好的雙向強化效益 ，即鈦材在雙向應(yīng)力作用下的強度比單向強度大大地提高，且在任意雙向應(yīng)力比的情況下均有強化效應(yīng)。對于球形鈦制壓力容器的強化效應(yīng)，理論上和實驗結(jié)果分別達到5 0 % 和4 0 % 。對于圓 簡形鈦制壓力容器，當周向與板材軋制方向重合，其強化效應(yīng)的理論值和實驗值分別達到4 2 % 和 3 6 %; 當周向與板材軋制方向垂直，理論值和實驗值分別達到48%和37%。所以鈦制壓力容器的壁厚計算方法按GB 150—2011《壓力容器》的規(guī)定，要多消耗20%~ 40%的鈦材。

5、 為什么軋制的鈦換熱管的環(huán)向承載能力明顯地高于軸向?

由于工業(yè)純鈦和《型鈦合金品格的擇優(yōu)取向，造成了鈦單晶的各向異性。這種各向異性的程度，隨著軋制過程進一步加強。特別是軋制的鈦管通常是正交各向異性，即軸向、環(huán)向和徑向分別為三個各向異性主軸方向 ; 而且一直沿用一個方向軋制，故軋制鈦換熱管的各 向異性程度高于板材 。根據(jù)鈦管在軸向和環(huán)向承載試驗結(jié)果，其環(huán)向屈服限和強度限均高 于軸向，其中屈服限的差值達3 3 %，所以軋制鈦管的環(huán)向承載能力明顯地高于軸向，而且 在雙向應(yīng)力下鈦管的屈服強度和極限強度比在單向應(yīng)力下有明顯提高。