1. Mi az ipari tisztaságú titán fő deformációs mechanizmusa statikus és háborús terhelés hatására?
A fő deformációs mechanizmus a csúszás. A plasztikus deformáció előrehaladtával továbbra is nagyszámú csúszósáv jelenik meg, a szemcsék és kristályok megnyúlnak és eltorzulnak. Ha a képlékeny alakváltozás túllép egy bizonyos határt, repedés lép fel. Komplex feszültségállapotban a nyírási csúszás a domináns, vagyis a csúszás főként két olyan sík mentén következik be, amelyek 45 fokos szögben állnak a húzóerőhöz képest. Ahogy a csúszás szekvenciálisan megy végbe, a repedések tovább fejlődnek, végeik élesek és rovátkoltak maradnak. A repedésvéghez közeli szemcsék a súlyos deformáció miatt megnyúlnak. Minden szemcse olyan, mint egy egykristály, amelyet a környezet korlátoz, és a csúszás miatt egymás után válnak szét.
2. Milyen különbségek vannak a titán statikus terhelés melletti szilárdsági jellemzői és a nyomástartó edényekben általánosan használt acélanyagok között?
A titán statikus terhelés alatti szilárdsági jellemzői eltérnek a nyomástartó edényekben általánosan használt acélétól. Nincs nyilvánvaló fizikai hozama, de különleges viselkedéseket produkál, például fűrészszerű folyást, akusztikus emissziós jelenségeket, hőre lágyuló képességet, hidegkúszást, pszeudorugalmasságot és alakmemória effektusokat.
3. Miért szívós még mindig az ipari tisztaságú titán 196 fokos hőmérsékleten? Melyek azok a tényezők, amelyek befolyásolják az alacsony hőmérsékletű szívósságát?
Az ipari tiszta titán szilárdsága a hőmérséklet csökkenésével növekszik, de a plaszticitása nem sokat csökken, és így is jó a hajlékonysága és szívóssága, így alkalmas alacsony hőmérsékletű nyomástartó edények szerkezeti anyagaként történő felhasználásra. A titán alacsony hőmérsékleten nagy plaszticitása az az oka, hogy fő alakváltozási módja alacsony hőmérsékleten az ikrek képződése. Azonos deformációs fokon belül a hőmérséklet csökkenésével a szemcsékben keletkező szemcsék sűrűsége és száma növekszik, ezzel párhuzamosan az ikrek rétegközi alakja is megváltozik. A deformáció mértékének növekedésével a polikristályos aggregátum teljesen kristályokká nő, eléri a szemcsék megerősödését, majd megkezdődik a szemcsék közötti deformáció.
A titán alacsony hőmérsékletű teljesítményét befolyásoló fő tényező az intersticiális elemek tartalma. Az ipari tisztaságú titán alacsony intersticiális elemekkel (N, 0, H, C) és vastartalommal jobb hideg ridegségállósággal rendelkezik. Másodszor, a titán berendezések gyártási folyamata is hatással van az alacsony hőmérsékletű teljesítményre. A folyamat körülményeinek laza szabályozása és a behatoló gázszennyeződések teljesítményre gyakorolt hatása mellett a bélyegzés során fellépő hideg deformáció mértéke is befolyásolja az alacsony hőmérsékletű teljesítményt. Ha a hideg alakváltozás mértéke túllép egy bizonyos határt, alacsony hőmérsékletű ridegség keletkezik.
4. Miért mondják, hogy az anizotrop titán anyagok nagyobb hulladékot okoznak az izotróp acél nyomástartó edények tervezési irányelvei szerint?
Ipari tiszta titán és a-típusútitánötvözetekszobahőmérsékleten hatszögletű, szorosan egymásra épülő kristályok, és fémrácsuk nyilvánvalóan előnyös orientációs jelenségekkel rendelkezik, ami a titán egykristályok anizotrópiáját eredményezi. Ez az anizotrópia tovább erősödik a titán anyagok hengerlési folyamata során, így a hengerelt titán anyagok nyilvánvaló anizotrópiával rendelkeznek. Ezért a titán nyomástartó edények jobb kétirányú erősítéssel rendelkeznek, vagyis a titán anyagok kétirányú feszültség hatásának vannak kitéve. A feszültség alatti szilárdság nagymértékben javul az egyirányú szilárdsághoz képest, és bármilyen kétirányú igénybevételi arány mellett erősítő hatású. A gömb alakú titán nyomástartó edények erősítő hatásánál az elméleti és a kísérleti eredmények elérik az 50%-ot, illetve a 40%-ot. Kerek, egyszerű titán nyomástartó edény esetén, ha a kerületi irány egybeesik a lemez gördülési irányával, az erősítő hatás elméleti értéke 4 2 %, illetve 3 6 % kísérleti értéket ér el; amikor a kerületi irány merőleges a lemez gördülési irányára, az elméleti érték és a kísérleti érték elérte a 48%-ot, illetve a 37%-ot. Ezért a titán nyomástartó edények falvastagságának számítási módszere a GB 150-2011 "Nyomástartó edények" előírásain alapul, amely 20-40%-kal több titánanyagot igényel.
5. Miért lényegesen nagyobb a hengerelt titán hőcserélő csövek kerületi teherbírása, mint az axiális teherbírás?
Az ipari tiszta titán és a "titánötvözet típusú" előnyben részesített orientációja miatt a titán egykristály anizotrópiája keletkezik. Ennek az anizotrópiának a mértéke tovább növekszik a hengerlési folyamat során. Különösen a hengerelt titáncsövek általában ortotropok, vagyis az axiális, kerületi és sugárirányú irány a három anizotróp főtengely iránya; és mindig egy irányba vannak hengerelve, így a hengerelt titán hőcserélő csövek Az anizotrópia foka magasabb, mint a lemezeké. A titán csövek axiális és kerületi teherbírási vizsgálati eredményei szerint a kerületi folyáshatár és a szilárdsági határ egyaránt nagyobb, mint az axiális irány, a folyáshatár különbsége eléri a 33%-ot. Ezért a hengerelt titán csövek kerületi teherbíró képessége lényegesen nagyobb. Az axiális iránynál nagyobb folyáshatár és a titán cső végszilárdsága biaxiális feszültség esetén lényegesen nagyobb, mint egytengelyű feszültség esetén.
