詳細描述

Ti31鈦合金是一種低成本的近α型鈦合金（Ti-3Al-1Mo-1V），具有中等強度（≥600 MPa）、優異的耐海水腐蝕性和焊接性能，主要應用于船舶結構、海水管道及海洋工程設備。

一、Ti31鈦板的定義與名義成分

定義：Ti31是中國自主研發的近α型鈦合金，名義成分為 Ti-3Al-1Mo-1V，以低成本、優異焊接性和耐海水腐蝕性為核心優勢，適用于船舶與海洋工程。

執行標準：

中國：GB/T 3621《鈦及鈦合金板材》

船舶行業標準：CB/T 3948《船舶用鈦合金板材技術條件》

二、性能與特點

1、力學性能：

室溫強度：≥600 MPa

延伸率：≥15%

耐蝕性：抗海水腐蝕（年腐蝕率＜0.005 mm），抗氯離子滲透。

2、特點：

低成本：相比Ti75、Ti80，合金元素含量低，價格降低20%~30%。

焊接性極佳：可氬弧焊、激光焊，無需復雜保護工藝。

加工靈活：冷軋變形率可達40%，熱加工溫度范圍寬（700~900°C）。

三、應用領域

船舶制造：船體結構、海水管道、甲板支撐件。

海洋工程：海上平臺支架、潮汐發電設備。

化工：氯堿工業反應槽、海水淡化預處理設備。

四、制造工藝

熔煉：真空自耗電弧爐（VAR）單次熔煉，控制氧含量（O≤0.18%）。

熱加工：α+β兩相區軋制（800~900°C），避免β相晶粒粗化。

熱處理：雙重退火（750°C×1h + 550°C×2h）以優化綜合性能。

表面處理：噴砂或化學拋光，增強耐蝕性。

五、與相近鈦合金對比（關鍵差異）

關鍵區別：

Ti31 vs Ti75：Ti75深海性能更優，但成本高；Ti31適用于淺海及普通船舶結構。

Ti31 vs Ti70：Ti70專注超低溫環境，Ti31側重常溫耐腐蝕。

Ti31 vs Ti55：Ti55為高溫合金，Ti31耐溫性僅限300°C以下。

六、選購方法與注意事項

1、選購要點：

用途匹配：淺海或低成本場景優選Ti31，深海/高強需求選Ti75/Ti80。

認證文件：需提供GB/T 3621成分報告、船舶行業CB/T 3948認證。

關鍵指標：關注氧含量（O≤0.18%）、彎曲性能（180°無裂紋）。

2、注意事項：

加工溫度：熱軋溫度不得超過950°C，避免晶粒粗化。

焊接工藝：推薦脈沖TIG焊，焊后需酸洗去除氧化層。

防污染存儲：避免與銅、鐵金屬接觸，防止電偶腐蝕。

七、未來新應用領域探索

海水淡化：用于反滲透膜支撐框架，抗Cl?長期侵蝕。

海上風電：風機塔架連接件，減輕重量并防鹽霧腐蝕。

海洋牧場：養殖網箱結構材料，延長使用壽命。

環保設備：煙氣脫硫塔內襯，耐酸性介質腐蝕。

總結

Ti31是面向船舶與淺海工程的“平民化”鈦合金，以高性價比和易加工性著稱，填補了普通不銹鋼與高端鈦合金之間的空白。與Ti75等深海專用合金相比，Ti31更適用于預算有限的中低端海洋場景。未來在海水淡化、海上風電等綠色產業中潛力顯著，但需注意其在高溫、超深環境中的性能局限。