工业纯钛 TA1金属材料技术条件
工业纯钛牌号TA1TA2
工业纯钛牌号TA1 TA2 0000钛合金的TA1和TA2是工业纯钛,主要应用于化工、造船、医疗等工作温度在350摄氏以下受力不大的耐蚀零件。
其中TA1中杂质:Fe=0.25%;C=0.1%;N=0.03%;H=0.015%;O=0.2%;其它元素=0.5%其中TA2中杂质:Fe=0.3%;C=0.1%;N=0.05%;H=0.015%;O=0.25%;其它元素=0.5%更多信息:(1)钛在空气和氧化性，中性水溶液介质中，其表面很易产生致密的氧化钛钝化膜，使钛的电极电位显著正移，大大提高了热力学稳定性。
以钝性系数来表示金属钝化后化学稳定性提高的程度，铁为0.18，镍为0.37，钼为0.49，铬为0.74，铝为0.82，而钛则为2.44。
钛在许多介质中具有比不锈钢、铝等好得多的耐蚀性。
(移动式容器还利用了钛比重轻、比强度高的特性)(2)钛不存在像铁素体钢那样的低温脆性问题，钛可以用做温度低至-269度的低温容器,但由于奥氏体不锈钢,铝,铜,等也可以用做低温容器,且比钛便宜,因此钛实际上很少用于低温固定式容器,在航空、航天中钛用做移动式低温容器，重要是利用了钛的高比强度、重轻量的特点。
(3)在海水、盐水等含氯介质中，碳素钢，低合金钢，一般不锈钢，铝耐蚀性均不好，而钛具有独特优异的耐蚀性，约有50%的钛容器用于抗含氯介质的腐蚀。
(4)由于钛的耐蚀性是由于表面氧化膜所致，因此一般的工业纯钛和钛合金在高温盐酸等强还原性介质中不耐蚀。
Ti-32Mo可耐盐酸腐蚀，但其塑性和工艺性能差，尚未列入压力加工钛材标准，也未列入本标准中作为容器用钛。
(5)钛在一定条件下的发烟硝酸、干氯气、甲醇、三氯乙烯、液态四氧化二氮，熔融金属盐，四氯化碳等介质可能产生燃烧、爆炸或应力腐蚀，使钛容器产生恶性事故，钛容器对这些介质应回避或慎用。
(6)在温度超过500度的纯氧或温度超过1200度的空气中，钛会燃烧，因此钛容器不得在接触空气和氧的情况下接触明火，以避免钛容器燃烧。
TA1钛合金
TA1钛丝TA1ELI钛合金丝软态硬态丝
钛合金用途
钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。
另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。
还有抗磨性差，生产工艺复杂。
钛的工业化生产是1948年开始的。
航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。
目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合号近30种。
使用zui广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
材质：TA1
规格：（30~200）mm×≤3000mm 锻造棒
（8~60）mm×≤4000mm 扎制棒
也可按客户要求生产
执行标准：ASTM , ASME, AMS, MIL,JIS,
GB/T2965-96
表面质量：黑皮棒磨光棒车光棒
TA1 化学成分上海冶韩❶❺❽-零❶❾--❶-❻❼❾❽。
金属橡胶材料表
几种特种金属材料的特点及应用。
一. 钛及钛合金常用钛材牌号（有国家材料标准）TA1 (Grade2) 工业纯钛TA2 (Grade3) 工业纯钛TA9 (Grade11) Ti-0.2PdTA10 (Grade12) Ti-0.3Mo-0.8NiTC4 (AB-1) Ti-6Al-4V1. 钛材的耐腐蚀特点钛是具有强烈钝化倾向的金属，在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜，即使因为某些原因膜遭破坏，也能迅速自动恢复。
因此钛在氧化性、中性介质中具有优异的耐腐蚀性。
由于钛的巨大钝化性能，在许多情况下与异种金属接触时，并不加快腐蚀，而可能加快异种金属的腐蚀。
如在低浓度非氧化性的酸中，若将Pb、Sn、Cu或蒙乃尔合金与钛接触形成电偶时，这些材料腐蚀加快，而钛不受影响。
而在盐酸中，钛与低碳钢接触时，由于钛表面产生新生氢，破坏了钛的氧化膜，不仅引起钛的氢脆，而且加快钛的腐蚀，这可能是由于钛对氢有高度的活性所致。
钛中的含铁量对某些介质中的耐腐蚀性能有影响，铁增多的原因除原材料的原因外，常常是焊接时沾污的铁渗入焊道，使焊道中局部含铁量增高，这时腐蚀具有不均匀的性质。
使用铁件支撑钛设备时，铁钛接触面上的铁沾污几乎是不可避免的在铁沾污区腐蚀加速，特别是在有氢存在的情况下。
当沾污表面的钛氧化膜发生机械损坏时，氢就渗入金属，根据温度、压力等条件，氢发生相应的扩散，这使钛产生不同程度的氢脆。
因此钛在中等温度和中等压力和含氢系统中使用要避免表面铁污染。
在一般情况下，钛不会发生孔蚀。
钛还具有抗腐蚀疲劳稳定性。
钛耐缝隙腐蚀性能较好，尤其是Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金，因此Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金广泛用于容器设备的密封面材料，以解决设备密封面缝隙腐蚀问题。
2. 钛材的应用由于钛材的优良耐腐蚀性能,钛材广泛应用于石油、化工、制盐、;制药、冶金、电子、航空、航天、海洋等相关领域。
钛及钛合金牌号和化学成分 标准
钛及钛合金牌号和化学成分标准
一、钛及钛合金牌号
1. 工业纯钛
工业纯钛是一种具有优异综合性能的工程材料，广泛用于化工、石油、食品、轻工等领域。
根据杂质元素含量的不同，工业纯钛分为TA1、TA2和TA3三个牌号。
2. 耐蚀钛合金
耐蚀钛合金主要用于化工、石油等领域的设备及管道，具有较强的耐腐蚀性能。
常用的耐蚀钛合金属有Ti-3Al-2.5V（TC4）和Ti-6Al-4V（TC20）等。
3. 高强度钛合金
高强度钛合金主要用于航空航天、汽车等领域的高强度结构件。
常用的高强度钛合金属有Ti-6Al-4V （TC20）、Ti-5Al-2.5Fe（TC21）等。
4. 高强度耐蚀钛合金
高强度耐蚀钛合金结合了高强度和耐腐蚀性能，主要用于海洋工程、化学工业等领域的重要结构件。
常用的高强度耐蚀钛合金属有Ti-6Al-4V ELI（TC4 ELI）等。
5. 高强度低成本钛合金
高强度低成本钛合金具有较高的强度和较低的成本，主要用于汽车、航空航天等领域的重要结构件。
常用的高强度低成本钛合金属有Ti-6Al-4V（TC20）等。
6. 非晶钛合金
非晶钛合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，是非晶材料中的一种。
常用的非晶钛合金属有Ti-55531等。
二、钛及钛合金化学成分标准
1. 3620.1：钛及钛合金牌号和化学成分。
2. 3620.2：钛及钛合金棒材化学成分允许偏差。
3. 3620.3：钛及钛合金管材化学成分允许偏差。
4. 3620.4：钛及钛合金丝材化学成分允许偏差。
探讨TA1工业纯钛的TIG焊接
探讨TA1工业纯钛的TIG焊接钛材是一种新型材料，具有许多优良性能，如密度小、抗拉强度高、比强度大，高温下仍具有足够高的强度，另外它还具有优良的抗腐蚀性能和低温冲击性能。
随着冶炼技术的提高，钛材产量迅速增长，已越来越多地用于航空、军工、仪表等重要尖端技术和先进设备上。
1 工业纯钛的焊接特点TA1工业纯钛虽具有许多优良特点，但钛的化学性质活泼，对加热敏感，加热至300℃开始吸氢，从400℃开始吸氧，从600℃开始吸氮，所以焊接过程中会存在一些问题，因此对钛设备的制造来说焊接是关键的工艺。
1.1 焊接接头易脆裂TA1工业纯钛焊接时，氧、氮、氢、碳、铁对于钛材焊接是不利的。
含氧量增加，焊缝强度随之增加，而塑性显著下降；对于提高焊缝的抗拉强度、硬度，降低焊缝的塑性，氮比氧更加明显；焊缝含氢量变化对焊缝冲击性能的影响最为显著，随着含氢量的增加，焊缝冲击性能下降，而且在焊接时氢由高温熔池向较低温度的热影响区扩散，热影响区析出TH2量增加，使热影响区的脆性增大，最后出现延迟裂纹；碳与钛在高温下生成碳化钛也能使焊缝塑性下降，产生裂缝；钛与黑色金属混杂，会被铁离子污染，产生焊接裂纹。
所以为了保证TA1的焊接接头性能，在焊接时要尽量避免混入这些元素。
1.2 过热与性能劣化钛的熔点高，热容量大，导热差，所以钛材焊接时，焊后冷却速度应当保持在一定的范围内，不能过快也不能过慢，当冷却速度快时，高温β相易转变成不稳定的组织α’相，对接头塑性不利；而当冷却速度慢时，焊缝及热影响区容易产生晶粒粗大的过热组织，降低接头性能。
所以焊接时要选择合适的焊接线能量和合适的冷却速度，保证焊接接头的机械性能。
2 TA1工业纯钛的焊接工艺通过以上对TA1工业纯钛的性能和焊接时存在问题的分析，制定了相应的焊接工艺，采用钨极氩弧焊进行焊接工艺评定试验。
2.1 试验材料母材为10mmTA1板，下料尺寸为125×400mm，焊丝为φ1.2ERTA1ELI，母材及焊材化学成分及力学性能见表1，保护气体选用99.99%氩气。
工业纯钛金相组织标准
工业纯钛金相组织标准工业纯钛金相组织标准主要参照了GB/T 3621-2007《钛及钛合金加工产品化学成分》和GB/T 13810-2008《钛及钛合金板、带材》。
一、基本要求1. 工业纯钛的金相组织应为等轴状的α相，不得有β相或其他相的存在。
2. α相晶粒的大小应均匀，无明显的长大现象。
3. α相晶粒内的杂质含量应尽可能低，且分布均匀。
4. α相晶界清晰，无明显的裂纹或缺陷。
二、检测方法1. 采用金相显微镜进行观察，放大倍数应不低于100倍。
2. 对于晶粒大小的测量，可采用线截法或面积法。
3. 对于杂质含量的测量，可采用能谱分析法。
4. 对于晶界的观察，可采用低倍镜进行初步观察，再用高倍镜进行详细观察。
三、评价标准1. α相晶粒大小：根据GB/T 3621-2007的规定，工业纯钛的α相晶粒大小应不大于15μm。
2. 杂质含量：根据GB/T 13810-2008的规定，工业纯钛中氧、氮、碳、铁、硅等杂质的总含量应不大于0.15%。
3. 晶界状态：晶界应清晰，无明显的裂纹或缺陷。
四、质量控制1. 在生产过程中，应严格控制原材料的质量，确保其符合标准要求。
2. 在加工过程中，应控制好工艺参数，避免因温度、压力等参数的变化导致金相组织的变化。
3. 在成品检验时，应对金相组织进行全面的检测，确保其符合标准要求。
4. 对于不合格的产品，应及时进行分析，找出原因，采取措施进行改进。
总的来说，工业纯钛金相组织标准的制定和执行，对于保证产品质量，提高产品的使用性能，具有重要的意义。
同时，也是企业提高自身竞争力，赢得市场的重要手段。
TA1工业纯钛的TIG焊接工艺研究
TA1工业纯钛的TIG焊接工艺研究张锋（甘肃建筑职业技术学院09焊接2班）摘要：分析了TA1工业纯钛的性能特点及采用钨极氩弧焊焊接时焊接接头存在的问题，并根据其在焊接过程中存在的主要问题制定了合理的焊接工艺。
关键词：TA1工业纯钛；钨极氩弧焊；焊接A study on tig welding technology of TA1 industrial pure titaniumZhangfeng(Gansu Constraction V ocational Technical College Class 2 Grade 2)Abstract: Analyse the function of TA1 industrial pure titanium and the problem of welding joint by using TIGtechnology . according to the main problem existed the passage introduce the reasonable welding technology .Kewords: TA1 industrial pure titanium; TIG; welding1.引言钛及钛合金作为结构材料有许多特点:密度小、抗拉强度高、比强度大。
钛合金在300℃～500℃高温下仍具有足够高的强度，另外它还具有优良的抗腐蚀性能和低温冲击性能。
由于钛及钛合金有许多优异的性能，从而广泛用于航空航天、舰船、化工及医疗等行业。
按照钛的同素异构体或退火组织可分为α型、β型、α＋β型三种钛及钛合金。
在α型钛中按杂质或合金元素又可细分为碘法钛(TAD)、工业纯钛(TA1、TA2、TA3)和α钛合金(TA4～TA8)三种。
TA1工业纯钛及冲压性能优良，可进行各种形式的焊接，焊接性能良好，焊接接头可达到基体金属强度的90%。
易于锯和砂轮切割，机械加工性能良好，耐蚀性能优良。
TA1化学成分 钛合金密度 性能
TA1化学成分钛合金密度性能钛是1950 年代开发的重要结构金属。
钛合金因其比强度高、耐蚀性好、耐热性高而被广泛应用于各个领域。
世界上许多国家已经认识到钛合金材料的重要性，对其进行了研究和开发，并得到了实际应用。
钛是元素周期表中的IVB元素。
它看起来像钢，熔点为1672℃。
它是一种难熔金属。
钛在地壳中含量丰富，远高于铜、锌、锡、铅等常见金属。
我国钛资源极其丰富。
仅在四川攀枝花发现的超大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约4.2亿吨，接近国外已探明的钛总储量。
钛合金可分为耐热合金、高强度合金、耐腐蚀合金（钛钼、钛钯合金等）、低温合金和特殊功能合金（钛铁储氢材料）和钛镍记忆合金）等。
钛及其合金具有比强度高、抗氧化、耐氯离子腐蚀、生物相容性好等优点。
应用于航空航天、海洋工程、游艇制造、岛礁建设、海水淡化、医疗器械等行业，应用广泛国标牌号:TA1、TA2、TA3、TA7、TA9、TA10、TC4、TC4ELI、TC6、TC9、TC10、TC11美标牌号:GR1、GR2、GR3、GR5、GR7、GR12TA1是一种α结构钛合金，具有优良的冲压性能和焊接性能，以及良好的机械加工性能。
常用于制造低于350°C 的零件和受力小，可加工各种形状复杂的冲压成型件。
由于TA1钛合金常温成型时回弹较严重，成型稳定性差，成型件尺寸精度较低。
因此，在生产中经常采用“板材成型+焊接+热校准”。
高精度制造的“形”工艺TA1 钛合金薄板质量轻、耐腐蚀，并且具有良好的力学性能，除了在航空航天、医疗等传统领域应用广泛，近些年还涉及到高端橱柜等，比如抑菌水槽和婴儿碗等。
TA1 含钛Ti：1.0~2.5，铝Al： 0.7~2.0，锰Mn：0.30，铁Fe：0.08，碳C：0.05，氮N：0.012，氢H：0.15，氧O：0.10，其他元素单一总和余：0.40TA2 钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.25。
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一般在退火态使用。推荐的完全退火制度为650～720℃，0.5～2h；
去应力退火制度为530～550℃，0.5～1h或470～490℃，2～4h。
焊接
氩气保护电弧焊应用较多，也可等离子焊、电阻焊、气体保护扩散焊等。
冷加工
说明
耐蚀性能
溶液
离海岸
24米海区
离海岸
240米海区
40%氯化铁
饱和氯化钠
20%
氢氧化钠
腐蚀率
（mm/年）
0.000
0.000
0.000
（室温）
0.002
（95℃）
＜0.127
（室温）
＜0.127
（沸腾）
＜0.127
（室温）
＜0.127
（沸腾）
耐腐蚀级别
A级（完全耐腐蚀）
备注
工业纯钛有TA1、TA2、TA3三个牌号，以TA1纯度最高。
*数据引自宝鸡有色研究院“工业纯钛”及“机电工程材料手册”资料。
金属材料技术条件
工业纯钛TA1
化学成分
Ti
Fe
Si
C
N
H
O
GB/T 3620.1-94
基
≤0.15
≤0.10
≤0.05
≤0.03
≤0.015
≤0.15
用途
用于热交换器或凝汽器管等。
毛坯类型
无缝管或焊管
进口焊管
热轧棒材
进厂状态
退火（M）
退火
热
处理
代码
0
0
参数
GB/T3625-1995
GB/T 2965-1996
20℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
99.9%钛
250
200
150
120
100
99.2%钛
400
350
280
200
170
99.0%钛
600
450
350
270
200
高温长时性能
（TA2*）
温度
350℃
400℃
450℃
蠕变
σ10-4
σ10-5
持久
σ104
σ105
（100h）191
（100h）176
16.3
16.3
16.7
17.2
比热
C
20℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
540
540
630
670
710
750
弹性模量
20℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
E GPa
108
102
95
87
79
71
密度
kg/m3
4510
工艺性能
冶炼
锻造
可锻造，挤压，轧制与冷拉。热加工温度为800～900℃，注意润滑及吸气。当冷加工率达到30%～60%时，需中间退火处理。
毛坯截面尺寸
试样取样位置
力学性能不低于
σbMPa
370～530
345
370
σ0.2MPa
275～450
250
δ10%
20(标距50mm)
20（定标距）
20（δ5）
Ψ%
30
AKUJ
冷弯角
验收标准
GB/T3625-1995
ASTM B388
及相应标准
GB/T 2965-1996
高温短
时性能
试验值
σb
温度
（100h）98
工业纯钛TA1
*物
理
性
能
临界温度
℃
α/β相转变点
熔点
900～995℃
1660℃±10℃
线膨胀系数
α×106
20～100℃
20～200℃
20～300℃
20～400℃
20～500℃
20～600℃
8.0Leabharlann 8.69.19.25
9.4
导热系数
λ
20℃
100℃
200℃
300℃
400℃
500℃
16.3
国外相近牌号
ASTM B338 Gr.2；
JIS H4631第2种（TTH35WD）