Platus titano lydinių taikymas vožtuvų pramonėje

Jan 04, 2026 Palik žinutę

Lyginant su tradicinėmis lydinio medžiagomis, lietiniai titano lydiniai turi daug reikšmingų pranašumų dėl savo unikalių savybių. Jų mažas tankis leidžia efektyviai sumažinti svorį išlaikant stiprumą; didelis savitasis stiprumas reiškia, kad titano lydiniai gali atlaikyti didesnes apkrovas esant tam pačiam svoriui; puikus atsparumas korozijai užtikrina stabilumą įvairiose atšiauriose aplinkose; ir titano lydiniai išlaiko gerą veikimą tiek aukštos, tiek žemos temperatūros sąlygomis. Dėl šių savybių titano lydiniai buvo plačiai naudojami daugelyje sričių, įskaitant naftos chemiją, jūrų aplinką, biomediciną, aviaciją, automobilius ir laivų statybą. „Titanium Home“ susijusioje ataskaitoje nurodė, kad pramonės šakoms nuolat didinant medžiagų eksploatacinių savybių reikalavimus, šie titano lydinių pranašumai tampa vis ryškesni ir tampa pagrindiniu veiksniu, skatinančiu technologinę pažangą šiose pramonės šakose. Lieti titano lydiniai yra titano lydinių gaminiai, suformuojami į konkrečias formas liejant, o ZTC4 (Ti-6Al-4V) lydinys yra plačiausiai naudojamas. Šis lydinys pasižymi stabiliomis eksploatacinėmis savybėmis ir geru stiprumu bei atsparumu lūžiams žemiau 350 laipsnių. Sudėtiniu požiūriu titano lydinius galima suskirstyti į tris tipus: , , ir + . Pagal stiprumą juos galima suskirstyti į vidutinio stiprumo{14}}ir didelio{15}}stiprumo titano lydinius. Pagal darbinę temperatūrą jie gali būti toliau skirstomi į žemos -temperatūros titano lydinius (mažesnę nei kambario temperatūrą arba lygią jai), vidutinės temperatūros titano lydinius (400 laipsnių), aukštos -temperatūros titano lydinius (didesnius nei 500 laipsnių arba lygius) ir titano lydinius. Ši įvairi klasifikacija visiškai atspindi platų titano lydinių pritaikomumą. Kaip pavyzdį imant įprastą ZTC4 lietinį titano lydinį, jo Al kiekis yra nuo 5,5% iki 6,75%, jo V kiekis yra nuo 3,5% iki 4,5%, o likusi dalis yra Ti. Jo tempiamasis stipris gali siekti 895 MPa, o takumo riba yra 825 MPa. Jo mechaninės savybės yra panašios į vidutinio ir didelio stiprumo plieno savybes ir gali iš dalies pakeisti plieną. Be to, jo tankis yra tik 4,4 g/cm³, daug mažesnis nei plieno, o tai naudinga mažinant įrangos svorį. Tuo pačiu metu jis išlaiko puikų titano lydinių atsparumą korozijai, kuriam neprilygsta plienas. Todėl pramoninės gamybos scenarijuose, kai reikia sumažinti svorį, pasirinkus tinkamą titano lydinį kaip pakaitalą, galima sumažinti gaminio svorį ir užtikrinti gaminio našumą.

Cast titanium alloy valves

Jūriniai titano vožtuvai paprastai susideda iš kelių komponentų, įskaitant vožtuvo korpusą, vožtuvo dangtelį, vožtuvo diską ir vožtuvo kotą, kurių kiekvienas turi skirtingus medžiagų reikalavimus. Įprastos vožtuvų medžiagos yra pilkasis ketus, kalusis ketus, legiruotasis plienas ir vario lydiniai. Tačiau atšiauriomis darbo sąlygomis ir sudėtingomis specialiomis eksploatavimo sąlygomis įprastų vožtuvų medžiagų nepakanka gamybos ir tyrimų poreikiams patenkinti. Šiuo metu titanas ir titano lydiniai patraukė dėmesį dėl savo puikių savybių, todėl buvo sukurti titano vožtuvai. Jūros vandens vamzdynų sistemos veikia atšiaurioje aplinkoje, o jūrinių vožtuvų veikimas tiesiogiai veikia šių sistemų saugą. Jau septintajame dešimtmetyje Rusija pradėjo jūrinių titano lydinių tyrimus ir kūrė jūrinius -titano lydinius karinių laivų vamzdynų sistemoms, įskaitant daugybę įvairių ir daug titano lydinio vožtuvų. Tuo pačiu metu civilinės laivų vamzdynų sistemos taip pat pradėjo naudoti titano vožtuvus. Lyginant su tokiomis medžiagomis kaip vario lydiniai ir plienas, titano lydinių naudojimas ženkliai pagerina vožtuvų patikimumą, atsižvelgiant į konstrukcijos stiprumą ir atsparumą korozijai, ir labai pailgina jų tarnavimo laiką nuo pradinių 2–5 metų iki daugiau nei dvigubai. Mano šalies laivų statybos pramonės korporacijos 725 tyrimų instituto Luojange tiekiamas trigubas ekscentrinis vožtuvas, skirtas tam tikro tipo laivams, naudoja Ti80 ir kitas medžiagas, todėl vožtuvo tarnavimo laikas pailgėja iki daugiau nei 25 metų, pagerinamas vožtuvo gaminių patikimumas ir praktiškumas bei užpildoma buitinė technologinė spraga.

Price of titanium valves

Aviacijos ir kosmoso srityje titano lydiniai taip pat puikiai veikia dėl puikaus atsparumo karščiui ir stiprumo. 1960-aisiais JAV aviacijos ir kosmoso pramonė pirmą kartą eksperimentavo su titano liejiniais. Po tyrimų laikotarpio, pradedant 1972 m., titano lydiniai buvo oficialiai naudojami orlaiviuose, tokiuose kaip Boeing 757, 767 ir 777. Titano lydinio liejiniai ne tik plačiai naudojami statinėse konstrukcijose, bet ir vožtuvų valdymui svarbiose vamzdynų sistemose, dažniausiai įskaitant apsauginius vožtuvus ir atbulinius vožtuvus. Titano lydinių naudojimas sumažino orlaivių gamybos sąnaudas ir padidino saugumą bei patikimumą. Tuo pačiu metu dėl mažo tankio titano lydiniai sveria tik apie 60 % lygiaverčio stiprumo plieno, o jų platus taikymas paskatino orlaivių plėtrą link didelio stiprumo ir lengvo dizaino. Šiuo metu aviaciniai vožtuvai daugiausia naudojami pneumatinėse, hidraulinėse, degalų ir tepimo valdymo sistemose, tinkančiose korozijai atsparioje aplinkoje ir aukštoje temperatūroje. Jie yra pagrindiniai erdvėlaivių ir variklių komponentai. Tradiciniai vožtuvai dažnai turi būti periodiškai keičiami ir gali net neatitikti poreikių, o sparčiai plečiantis aviacijos ir erdvėlaivių vožtuvų rinkai, titano vožtuvai užima vis didesnę rinkos dalį dėl savo geresnių savybių.

 

Titano vožtuvai chemijos pramonėje paprastai naudojami atšiaurioje aplinkoje, kurioje yra aukšta temperatūra, aukštas slėgis, atsparumas korozijai ir dideli slėgio skirtumai, todėl medžiagų pasirinkimas yra labai svarbus. Ankstyvąsias medžiagas daugiausia sudarė anglinis plienas ir nerūdijantis plienas, kuris po naudojimo surūdijo, todėl jį reikėjo pakeisti ir prižiūrėti. Tobulėjant liejimo titano lydinio technologijoms ir atradus jos pranašumus, titano vožtuvai pradėti naudoti chemijos pramonėje. Kaip pavyzdį imant išgrynintos tereftalio rūgšties (PTA) gamybos padalinį cheminio pluošto pramonėje, darbo terpės daugiausia yra acto rūgštis ir vandenilio bromido rūgštis, kurios yra labai ėsdinančios. Reikia beveik 8000 įvairių tipų vožtuvų. Titano vožtuvai tapo idealiu pasirinkimu, pagerinančiu patikimumą ir saugumą. Karbamido sintezės srityje tradicinių vožtuvų tarnavimo laikas yra ribotas. Tačiau kai kurios įmonės eksperimentavo su titano aukšto -slėgio atbuliniais vožtuvais ir izoliuotais užtvariniais vožtuvais, skirtais karbamido sintezės bokštų įleidimo ir išleidimo angoms, kurių tarnavimo laikas viršija dvejus metus, įrodytas geras atsparumas korozijai ir sumažintas vožtuvų keitimo dažnis bei eksploatavimo išlaidos.

 

Be vožtuvų pramonės, titano lydiniai plačiai naudojami ir kitose srityse. Pavyzdžiui, Japonijoje sukurtas naujo tipo titano lydinys Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si turi tokius privalumus kaip mažas tankis, didelis valkšnumo stiprumas ir geras atsparumas dilimui. Kai naudojamas automobilių variklių išmetimo vožtuvuose, jis gali pagerinti variklio saugumą ir pailginti tarnavimo laiką.