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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。當在復雜應力狀態(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 ，即鈦材在雙向應力作用下的強度比單向強度大大地提高，且在任意雙向應力比的情況下均有強化效應。對于球形鈦制壓力容器的強化效應，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 在雙向應力下鈦管的屈服強度和極限強度比在單向應力下有明顯提高。