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轧制工艺对板式换热器用钛板组织与性能有何影响?

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轧制工艺对板式换热器用钛板组织与性能有何影响?

钛板式换热器是以波纹为传热面的新型、高效换热器,广泛应用于化工、石油、冶金、电力、船舶、海洋、医药等工业部门的加热、冷却、冷凝、蒸发工艺过程中。随着人们对板式换热器优越性的进一步认识和其应用领域的扩大,板式换热器的发展迅速,目前已成为主要的换热设备。钛板式换热器由于其高效紧凑以及出色的抗腐蚀能力,已成为许多强腐蚀工况中的首选设备。板式换热器用钛板主要以纯钛板为主,厚度1.0mm以下,对于板片的强度、延伸率、杯突、晶粒组织有着特别要求。为了加大板式换热器发展力度,使其更加广泛的应用于各个领域,全面实现板式换热器用钛板国产化,提高板换料质量,有必要研究各种轧制工艺对板换料组织与性能的影响,进一步提高板换料压制成型率。

第一种轧制工艺采用单向轧制。由于单向轧制加工时,板材沿轧制方向伸长、晶粒被拉长,变成柱状晶成带状组织。柱状晶各个方向晶粒数量是不相同的,晶界数量也不同,故加工结构产生各向异性,强度高、塑性及深冲性能差。

第二种轧制工艺采用换向轧制。因为换向轧制后纵向、横向2个方向晶粒被拉长,变成柱状晶,在冷轧最后一道次轧制时,加工率大于50%,使得晶粒被破碎。经再结晶退火已破碎的柱状晶重新成核,结晶成等轴晶粒。力学性能较第1种轧制工艺有较大改善,尤其塑性深冲性能。但金相检测发现细微组织仍存有滑移线,说明再结晶仍不充分,需提高温度或延长时间。

第三种轧制工艺和第二种轧制工艺的区别是热处理工艺不同,采用电炉加热,板材堆起来退火,减少了钛板表面的污染,而且保温时间稍作延长。金相呈现等轴晶粒组织,晶粒比第二种轧制工艺的小,而且完整,充分达到再结晶状态,所以力学性能也优于第二种轧制工艺的。

通过上述试验,采用三种轧制工艺所获得的力学性能与显微组织有一定区别,而采用第三种轧制工艺的板材的力学性能,特别是杯突值和延伸率要优于前二种轧制工艺状态下的力学性能,而且晶粒要比第二种轧制工艺状态小1~1.5级别,满足板换料压制成型的条件,成型率达到95%左右,可以获得板式换热器用钛板较高的利用率和较可观的利润空间,值得推广。