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摘 要：文章针对Gr.12冷凝器管材化学成分中的主要杂质元素含量、加工率及退火温度对其屈服强度σ0.2的影响进行探讨，得到了如下结论：Gr.12管材的化学成分铁含量在0.09～0.14%（目标值0.10%），氧0.13～0.17%（目标值0.14%），加工量30-60%范围，退火温度为650℃×1h时，管材屈服强度σ0.2达到国外标准ASTM B338-2002要求（σ0.2？芏345Mpa）且稳定。

关键词：Gr.12冷凝器管；屈服强度σ0.2；杂质元素含量；退火温度

1 概述

Gr.12（Ti-0.3Mo-0.8Ni）以其具有中等强度及良好的耐缝隙腐蚀性，而被广泛应用于热交换器、压力容器、氯碱和盐水蒸发等行业（主要以管件形式应用）。目前冷加工无缝Ti-0.3Mo-0.8Ni管材产品已满足国内市场对产品性能的要求，但还到不到国外标准ASTM B338-2002对屈服强度σ0.2的要求（σ0.2？芏345Mpa）。本文以Φ25.4 ×1.24为研究规格，通过不同的工艺试验，得到满足 ASTM B338-2002性能要求的产品，为企业开拓该类产品的国外市场积累技术经验。

2 研制过程

2.1 坯料的制备

研究中所用的管坯为真空自耗电弧炉二次熔炼的铸锭经锻造挤压而成，管坯规格：Φ68×6。

2.2 材质化学成分的调整

在试验过程中，通过改变主要杂质元素铁、氧含量来研究对管材力学性能影响。

本次试验拟定的主要化学元素含量控制范围为：Fe： 0.09～0.14%，O：0.13～0.17%。

2.3 轧制工艺

本次試验选用以下两种工艺方案：

工艺①：四道次加工

工艺②：三道次加工

2.4 退火温度

试验中采用的成品退火温度为600℃×1h、620℃×1h、650℃×1h、680℃×1h。

3 试验结果分析

3.1 材料化学成分与力学性能

铁含量0.12-0.16%，氧含量0.09-0.13%，σbMPa（550-600）、σ0.2MPa（360-425）、δ50%（38-32），当氧含量增加时管材强度随之提高而塑性逐部降低，这是由于氧是a为稳定元素，随着氧含量增加时可以提高相变点，扩大α相区，形成间隙式固溶体，提高钛的强度，塑性降低；铁为β稳定元素，对合金有固溶强化的作用。本试验过程中铁含量 0.09～0.14%，氧含量0.13～0.17%时，可见管材屈服强度能均满足国外标准ASTM B338-2002（σ0.2≥345MPa）的要求且稳定。

3.2 轧制工艺的确定

现将两种不同工艺所生产管材与力学性能做对比：

工艺① σb（MPa）580/595 σ0.2（MPa）385/390 δ50（%）32/28

工艺② σb（MPa）600/585 σ0.2（MPa）410/395 δ50（%）325/32

从数据可知：两种工艺均能达到标准ASTM B338-2002 对σ0.2的要求，工艺①相比工艺②管材力学性能稍低一些，这是由于工艺①相比工艺②加工量小。随着管材的冷加工量的增大，管材的加工硬化程度增加的缘故，强度有所升高。可见，管材终轧加工量在30-60%时管材屈服强度匀可达到ASTM B338-2002要求且稳定。

3.3 退火温度的确定

由图1可以看出在600-680℃范围退火，室温力学性能均满足国外标准要求，在650℃×1h退火性能达到预期值且稳定。

4 结束语

管材在铁含量铁 0.09～0.14%（目标值0.10%），氧0.13～0.17%（目标值0.14%），加工量在30-60%范围，退火温度为650℃×1h时，管材屈服强度达到国外标准ASTM B338-2002要求且稳定。

参考文献

[1]张喜燕，等.钛合金及应用[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]李青云，等.稀有金属加工手册[M].北京：冶金工艺出版社，1987.