钛材

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钛材|全球工程与招采用货一站式解决方案

 

一、产品定位与适应范围

• 覆盖形态:板卷(ASTM B265)、棒材与坯料(ASTM B348)、无缝管与换热器管(ASTM B338ASTM B861)、焊接管(ASTM B862)、对焊管件(ASTM B363)、锻件(ASTM B381)、焊丝与线材(ASTM B863)、钛—钢复合板(爆炸复合或轧制复合,按项目技术条件)。

• 常用材质与代表牌号:工业纯钛(Grade 1Grade 2Grade 3Grade 4)、钛合金 Grade 5Ti-6Al-4V)、Grade 23ELI 低间隙等级)、Grade 7 Grade 16(钯改性耐强氧化介质)、Grade 9Ti-3Al-2.5V,薄壁管用)、Grade 12Ti-0.3Mo-0.8Ni,耐缝隙腐蚀及耐海水)、其他工程常用合金按项目提供。

• 典型行业场景:海水与卤水系统、海工与海上风电、化工与氯碱、纸浆与造纸漂白段、电站冷凝器与换热器、盐化工与湿氯体系、制药与食品介质侧非污染构件、航空航天结构与传热部件、医疗器械与植入(如需,按 ASTM F67ASTM F136 ISO 5832 系列)。

• 边界提示:钛材长期服役温度通常不宜超过约 315 ℃(按牌号与工况评估);强还原性酸与强缝隙环境需专项相容性核算。

 

二、标准矩阵(下单与验收的主干标准)

• 美标与锅炉规范:ASTM B265(板卷)、ASTM B348(棒材与坯料)、ASTM B338(换热器与冷凝器用钛管)、ASTM B861(通用无缝钛管)、ASTM B862(通用焊接钛管)、ASTM B363(钛对焊管件)、ASTM B381(钛锻件)、ASTM B863(钛及钛合金线材与焊丝)。ASME 对应前缀“SB-”。说明:ASTM B337 已被 B861B862 体系所取代。

• 国际与欧标配套:EN 10204(材质证明 3.13.2)、PED 2014/68/EU(如用于压力设备)、NACE MR0175ISO 15156(湿硫化氢环境相容性声明,视工况)、ISO 5832(医用钛与钛合金,用于医疗场景)、项目可补充 AMS(航空材料规范)与客户专用规范。

• 日标参考(按项目协商):JIS H 4600(钛及钛合金板、带、板材)、JIS H 4601(钛及钛合金棒与线)。管材场景以 ASTM B338B861B862 为准。

 

三、场景—材料—标准—尺寸映射(采购直达)

1)海水冷却与海工循环水(含高氯离子)

• 首选材料:Grade 2 Grade 12;强氧化工况或消毒剂富集部位选用 Grade 7 Grade 16

• 标准与形态:换热器管按 ASTM B338;通用管按 ASTM B861B862;管件按 ASTM B363;法兰/环件按 ASTM B381

• 典型尺寸:换热器管外径 12.725.4 毫米,壁厚 0.52.0 毫米,长度 612 米;通用管可扩展至外径 21.3610 毫米(按项目)。

 

2)化工与氯碱、湿氯与二氧化氯、漂白段

• 首选材料:Grade 7Ti-0.15Pd)、Grade 16Ti-0.05Pd),兼顾 Grade 12 经济性方案。

• 标准与形态:板卷按 ASTM B265;设备换热管按 ASTM B338;焊材按 ASTM B863

• 典型尺寸:板厚 225 毫米常用,宽度 10002000 毫米;管外径 12.738.1 毫米。

 

3)电站冷凝器与各类换热器

• 首选材料:Grade 2Grade 12;特殊腐蚀段可用 Grade 7Grade 16

• 标准与形态:ASTM B338(换热器管);接管与歧管按 ASTM B363B381

• 典型尺寸:外径 12.725.4 毫米,壁厚 0.51.65 毫米,U 型或直管,长度 618 米(按机组)。

 

4)薄壁高压配管与仪表管路

• 首选材料:Grade 9Ti-3Al-2.5V,成形与强度平衡优良)。

• 标准与形态:ASTM B338ASTM B861

• 典型尺寸:外径 625 毫米,壁厚 0.52.0 毫米。

 

5)高强轻量结构件与紧固件毛坯

• 首选材料:Grade 5Ti-6Al-4V)、Grade 23ELI)。

• 标准与形态:棒材与锻件按 ASTM B348B381;精锻件按图纸。

• 典型尺寸:棒材直径 8200 毫米,锻件按图。

 

6)食品与制药介质侧非污染构件

• 首选材料:Grade 2Grade 12;必要时加抛光或电化学抛光。

• 标准与形态:板卷 B265、管材 B338;文件按客户卫生规范补充要求。

 

7)医疗与植入级(如项目要求)

• 首选材料:Grade 4Grade 23ELI)。

• 标准与形态:ASTM F67ASTM F136ISO 5832 系列;表面与纯净度按医疗规范。

• 典型尺寸:棒材直径 660 毫米为常见。

 

四、规格范围与公差(按标准验收)

• 板卷(ASTM B265):厚度 0.560 毫米(更厚按锻轧)、宽度 10002000 毫米、长度 212 米;尺寸与平整度公差按 B265

• 棒材(ASTM B348):直径 6300 毫米,长度 26 米;尺寸与直线度公差按 B348

• 换热器与冷凝器管(ASTM B338):常用外径 1238 毫米、壁厚 0.52.0 毫米、长度 618 米;外径、壁厚、椭圆度与直线度公差按 B338

• 通用无缝与焊接管(ASTM B861B862):外径 21.3610 毫米、长度 612 米;公差按各自条款。

• 管件与锻件(ASTM B363ASTM B381):尺寸按图纸或配合 ASME B16.9B16.5 的外形要求;NDE 与尺寸允差按标准及订单。

• 焊丝与线材(ASTM B863):常用线径 1.24.0 毫米;化学、力学与尺寸公差按 B863

 

五、制造流程与关键控制

• 熔炼:工业级采用真空自耗重熔(VAR)或真空感应熔炼加重熔(VIMVAR);医疗与航空件按客户专用路线。

• 变形与热处理:热轧/锻造→固溶退火或再结晶退火→酸洗钝化;Grade 5Grade 23 等对显微组织与氧氮氢杂质(ONH)有严格窗口。

• 焊接与成形:惰性气体保护,清洁度与氢吸收控制;薄壁弯管按成形减薄率与椭圆度窗口。

• 表面与清洁:去游离铁与污染物,关键换热内表面可提供低粗糙度与清洁度记录。

 

六、质量检验与文件

• 化学与气体元素:按牌号规定并检验 ONH 含量。

• 力学性能:屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度;必要时低温冲击或持久。

• 无损检测(NDE):管材水压或气密逐支;必要时氦检;锻件与环件超声(UT)。

• 腐蚀与相容性:按项目补充(如海水侧实际介质评价);内表面清洁度与残留可提供记录。

• 文件:EN 10204 3.1 3.2 材质证明,热处理曲线,NDE 报告,必要的 PED NACE 合规声明。

 

七、供货形态与包装

• 形态:板卷、棒与锻环、无缝/焊接管、换热器 U 型管、对焊管件、异形锻件、焊丝。

• 包装:端帽、防潮膜与干燥剂、单件防擦伤隔离;与碳钢分区存放与运输,避免电偶腐蚀与表面污染。

• 标识:牌号、状态、尺寸、炉号/批号、净重、标准与版次、追溯二维码(如需)。

 

八、订货要点(RFQPO 直接复用)

1)标准与版次:示例“ASTM B338-2024ASTM B265-2023”等。

2)牌号与状态:示例“Grade 2 退火”“Grade 7 退火”“Grade 5 退火”“Grade 23 ELI”。

3)形态与尺寸:如“管材 外径×壁厚×长度”或“板卷 厚度×宽度×长度”,并注明允许公差等级。

4)检验与试验:水压/气密/氦检覆盖、超声探伤比例、气体元素与清洁度要求。

5)介质与工况说明:氯离子、氧化剂、温度、流速、允许压降与设计寿命,用于选材与腐蚀裕量核算。

6)文件与见证:EN 10204 3.13.2,必要时第三方见证与 PEDNACE 声明。

7)表面与包装:内外表面状态、粗糙度目标、单支/托盘包装与运输限制。

 

九、选材指南(快速路径)

• 海水与卤水循环水:Grade 2 Grade 12;富氧化剂部位用 Grade 7Grade 16

• 化工强氧化段(湿氯、二氧化氯):优先 Grade 7Grade 16

• 薄壁高压与成形件:Grade 9

• 高强轻量:Grade 5;要求更高韧性用 Grade 23ELI)。

• 换热器与冷凝器:Grade 2Grade 12 B338 管。

• 医疗与植入:按 ASTM F67ASTM F136 ISO 5832 指定。

 

十、采购、施工与运行维护风险提示

• 标准替代误用:避免以已被取代的 ASTM B337 作为订货依据,通用管请参照 B861B862

• 电偶腐蚀:钛与碳钢、铜合金连接处需绝缘套件与阴保协调,避免缝隙与滞液。

• 缝隙腐蚀控制:法兰垫片、支撑结构与壳程积垢导致的局部缝隙需在设计与维护中消除。

• 氢吸收与脆化:酸洗与焊接工序控制氢吸收;按牌号氢含量限值交付。

• 使用温度:按牌号与环境评估长期上限温度;高温含氯氧化剂或干氯需谨慎。

 

十一、代表性规格行(可直接引用)

• 换热器直管:

“钛管,ASTM B338Grade 2,外径 19.05 毫米×壁厚 1.24 毫米×长度 9.14 米,退火;逐支水压或气密;内外表面清洁度记录;材质证明 EN 10204 3.1。”

• 冷凝器 U 型管:

“钛 U 型管,ASTM B338Grade 12,外径 25.4 毫米×壁厚 1.65 毫米,退火;弯曲减薄率与椭圆度按图纸;两端毛刷清洁与封帽;3.1 证书。”

• 海水支路法兰与环件:

“钛锻件,ASTM B381Grade 7,法兰毛坯与环件按图;UT 覆盖 100%;酸洗与钝化;EN 10204 3.1。”

• 化工塔内件板材:

“钛板,ASTM B265Grade 16,厚度 6 毫米×宽度 1500 毫米×长度 6000 毫米;退火+酸洗;平整度按 B2653.1 证书。”

• 薄壁仪表管:

“钛管,ASTM B338Grade 9,外径 12 毫米×壁厚 1.0 毫米×长度 6 米;退火;外径与壁厚公差按 B338;逐支气密;3.1 证书。”

 

十二、全球代表性生产商(按字母序,示例)

Alleima(含钛换热器管产品线)。

ATI(含钛板、棒与管材)。

BAOTI 宝钛集团(板、棒、管与锻件全流程)。

Fine TubesSuperior TubeAMETEK 集团,精密钛管)。

Kobe Steel(神户制钢,钛材与管材)。

Nippon Steel Titanium(日铁钛材,板卷与表面工程)。

Perryman Company(棒线与线材)。

TIMETTitanium Metals Corporation,板、棒、管与锻件)。

Western SuperconductingWestern Metal Materials(中国,棒、锻件与管)。

说明:不同厂家在熔炼路线、可供尺寸与质控窗口存在差异,订货以制造商数据与合同条款为准;部分地区与牌号受出口管制与合规约束。

 

 

 

钛材(管、板、管件/法兰)|技术版说明

 

1) 产品定义与适用范围

钛材包含工业纯钛(CP-Ti)与钛合金(α、近 α、α+β、β型)。

供货形态:管(tubing/pipe)、板带卷 / 原平板(sheet/plate/coil)、棒丝锻件、管件与法兰。

适用行业:海水/卤水系统、化工强腐蚀段、能源冷凝/换热、航空航天、医疗与超洁净等。

 

 

2) 标准体系(含国标;按产品形态分组)

管(工业管与换热器管)

ASTM B338 / ASME SB338:钛及钛合金换热器 / 冷凝器用管(tubing,无缝或焊接)。

ASTM B861 / ASME SB861:钛及钛合金无缝管(pipe)。

ASTM B862 / ASME SB862:钛及钛合金焊接管(pipe)。

GB/T 3624:无缝钛及钛合金管。

GB/T 3625:钛及钛合金冷轧/冷拔或焊接-轧制管(常用于换热器/压力用途)。

板带卷

ASTM B265 / ASME SB265:钛及钛合金板、带、箔。

GB/T 3621:钛及钛合金板、带材。

/ / 锻件

ASTM B348:钛及钛合金棒、坯。

ASTM B863:钛及钛合金丝材。

ASTM B381 / ASME SB381:钛及钛合金锻件(含法兰毛坯)。

(国标配套:GB/T 2965 钛棒材;GB/T 16598 钛锻件;按最新版执行)

管件与法兰

ASTM B363 / ASME SB363:钛对焊管件(弯头、三通、异径等)。

ASME B16.9 / B16.5 / B16.47:几何与压力等级(法兰按 B16.5/B16.47,钛材质按 B381)。

医疗与航空(如涉及)

医疗:ASTM F67CP-Ti)、ASTM F136Ti-6Al-4V ELI)、ISO 5832-2/-3/-11

航空:AMS 49xx/49xx-ELI(依牌号),焊接可参考 AWS D17.1ISO 15614-5

 

注:质量证明书统一按 EN 10204 3.1/3.2;项目如涉 PED/ASME BPVC/船级社,增列相应法规条款。

 

 

3) 材料与牌号(UNS/常用特性)

工业纯钛(CP-Ti):

Gr.1UNS R50250):最低强度、成形性最佳、耐蚀优,薄板冷成形优选。

Gr.2UNS R50400):工程常用,强度-成形-耐蚀均衡。

Gr.3/Gr.4UNS R50550/R50700):强度逐级提高,冷成形性下降。

钯改性耐蚀钛:

Gr.7UNS R52400/Gr.11UNS R52250/Gr.16UNS R52402/Gr.17UNS R52252):微量 Pd,提升缝隙/还原介质耐蚀性。

耐热/还原介质增强:

Gr.12UNS R53400Ti-0.3Mo-0.8Ni):耐热卤水和部分还原性介质优于 Gr.2

α+β 合金(结构承压与减重):

Gr.5UNS R56400Ti-6Al-4V):最通用的高比强度结构合金。

Gr.23UNS R56401ELI):低间隙版(医疗/低温韧性要求)。

Gr.9UNS R56320Ti-3Al-2.5V):薄壁航空管路、冷加工成形好。

 

温度经验(工程常用):CP-Ti 推荐长期 ≤约 315 °CGr.5/Gr.9 ≤约 400 °C;更高温用近 α 耐热钛合金并专项论证。

 

 

4) 规格与公差(以标准条文为准的“范围+引用”做法)

换热器/冷凝器管(ASTM B338):外径常见 638 mm;壁厚 0.52.0 mm;长度 312 mOD/WT/直线度/椭圆度按 B338

工业管(B861/B862):外径常见 25610 mm;壁厚 225 mm;长度 612 m;公差按 B861/B862

板(B265/GB 3621):厚 0.560 mm(更厚可协议),宽 ≤2000 mm(或更宽按机组),长度 ≤600012000 mm;厚度/平直度/剪切公差按 B265/GB 3621

棒(B348/GB/T 2965):直径 6400 mm 常见,长度 26 m;直线度/椭圆度按标准。

锻件(B381):环件/饼件/轴类、法兰坯;超声级别按订单约定。

U 型管(如涉及):几何参数 RalgSmin、偏平/减薄等按 TEMA RCB-2.31 配合材料标准执行。

 

 

5) 制造流程与关键控制点(KCP

熔炼与坯料:VAR/EB 二次熔炼 → 开坯锻造 → 缺陷探伤 → 去缺陷。

无缝管(B861/B338):热挤穿孔 → 冷 Pilger/冷拔多道次减薄(中间退火) → 矫直定径。

焊接管(B862/B338):卷制成形 → GTAW/激光焊(内外全程惰性保护)→ 焊后退火 → 定径矫直。

板带:热轧 → 冷轧(薄料)→ 退火/固溶 → 去氧化皮与 α 壳层 → 平整。

管件/法兰:自由/模锻或环轧 → 热处理(N/T/Q+T 或固溶)→ 机加工 → NDT

表面与清洗:受控硝-氢混酸酸洗,时间/温度窗口严控,必要时脱氢/去应力。

焊接要点:背面充氩、内壁清洁干燥、热输入与层间温度控制、焊缝色相验收(银/稻草 OK;蓝/NG)。

交叉污染:禁用碳钢丝刷/砂轮;工装、夹具、抛丸料分区专用。

机加安全:钛切屑可燃,配置 D 类灭火器,严禁水灭。

 

 

6) 质量与检测(ITP 摘要)

化学与纯净度:光谱 + O/N/H 间隙元素;锭/坯低倍 + UT

力学:拉伸、硬度(必要时冲击/持久/蠕变)。

尺寸与几何:OD/WT/ID、椭圆度、直线度、板形平整度。

NDT

B338tubing)→ ECT(涡流)/UT

B861/B862pipe)→ 全长 UT/ECT;焊管焊缝 100% RT/UT/ET

B381(锻件)→ 100% UT 建议二级及以上。

压力试验:换热器/工艺管逐支水压或气密(按标准/图纸)。

表面与α壳层:外观、粗糙度、α壳层彻底去除的工艺与记录。

文件:EN 10204 3.1/3.2,热处理曲线、NDT/水压、PMI、焊接程序(WPS/PQR)、清洗与色相记录。

第三方:按需 TÜV / SGS / LR / BV / DNV 见证。

 

 

7) 工况 → 材料/标准 快速选型(文本映射)

海水 / 卤水冷却与淡化:Gr.2B338/B861) 经济;缝隙/停滞或阴极保护叠加场合选 Gr.16/Gr.7Pd)。

热卤水 / 还原性介质:Gr.12B861/B265) 优于 Gr.2

强氧化性酸(如 HNO₃):Gr.2/Gr.7

结构承压与减重:Gr.5B265/B348/B381);低温/医疗优选 Gr.23ELI)。

薄壁航空管路:Gr.9B338/B861)。

医疗植入/纯净系统:ASTM F67CP-Ti/F136Ti-6Al-4V ELI),内表面 BA/EP

不宜/慎用:HF/强还原含氟体系、干燥氯气高温段(有自燃/强腐风险)→ 改选锆/镍基并专项验证。

 

 

8) 施工与风控要点(材料用于施工的质量与风险控制)

绝缘与电偶腐蚀:钛与铜/碳钢在海水中电偶风险大,法兰处用绝缘垫片/套管,管道支撑处绝缘隔离。

垫片:优先 PTFE/改性 PTFE 或非导电垫;避免石墨直接裸露接触(需隔离层)。

焊后处理:酸洗钝化后彻底漂洗干燥;必要时脱氢或去应力。

焊缝色相:执行项目色相接受准则(银/稻草可接受;蓝/黑拒收并返修)。

清洁度:换热器/UHP/医疗管线无油、无颗粒(可纳入粒子与残留碳氢限值)。

阴极保护:电位过负可能致氢吸收,设定 CP 管理窗口。

机加工与火灾:干式高速切削易引发着火;配 Class D 灭火器,金属粉尘按危险废弃物管理。

物流包装:无氯包装材料,端部封帽 + 干燥剂,长途海运加防盐雾措施。

 

 

9) 订购要点(BOM / RFQ 清单)

1. 标准 + 材质:示例 ASTM B338 Gr.2(换热器管)/ ASTM B861 Gr.12(工艺无缝管)/ ASTM B363 WP-Gr.2(管件)/ ASTM B381 F-Gr.2(法兰)。

2. 尺寸与公差:管 OD × WT × L,板 t × W × L;直线度/椭圆度/平整度公差等级。

3. 供货状态与内表面:酸洗(AP/光亮退火(BA/电抛光(EP)。

4. 检验与文件:水压/气密、ECT/UT/RTPMI、α壳层记录、EN 10204 3.1/3.2,是否第三方见证。

5. 焊接与装配:WPS/PQR、背面充氩、色相判级标准。

6. 工况:介质(Cl/pH)、温压、腐蚀裕量或允许腐蚀速率、设计寿命。

7. 包装与标识:端帽/干燥剂/覆膜、条码追溯、装卸方向、防潮与海运防护。

 

 

10) 全球主要钛材生产与加工单位(示例性名录,按字母序;下单前请核验资质/范围)

海绵//熔炼与板棒材(集成或主力):ATI Specialty Alloys & Components(美国)、BAOTI 宝鸡钛业(中国)、Howmet Aerospace / Arconic-RTI 体系(美国,锻件/环件)、KOBE STEEL(日本)、NIPPON STEEL(日本,TranTixxii 板)、Osaka Titanium Technologies(日本)、TIMET Titanium Metals(美国,PCC 旗下)、Toho Titanium(日本)、UKTMP(哈萨克斯坦)、VSMPO-AVISMA(俄罗斯)、Western Superconducting Technologies 西部超导(中国)。

管与换热器管(部分覆盖不锈//钛):Alleima(瑞典,原 Sandvik)、BAOTI(中国)、Fine Tubes(英国)/Superior Tube(美国)、KOBELCO(日本)、TIMET(美国,部分规格)。

锻件/环轧与航空锻造:Aubert & Duval(法国)、Galperti / Melesi / Metalfar / Forgital(意大利)、Howmet Aerospace(美国)、VSMPO-AVISMA(俄罗斯)、ULMA Forged Solutions(西班牙)、定襄锻造产业群(中国)。

加工集群与服务中心:“中国钛谷”宝鸡产业集群(板///管件全链)、Supra Alloys(美国)、NeoNickel(欧盟/英国)、ThyssenKrupp Materials NA(北美)、VSMPO-Tirus(分销网络)。

说明:国际贸易环境与资质会随时间变化,招采前请审核 ISO 9001/14001/45001AS9100PEDASME、船级社等证书及近三年同类项目业绩;关注出口管控与制裁清单合规。

 

 

11) 易错点与风控清单

B337 仍用于无缝管(应改 B861);将 B862 B338 混用(前者为 pipe,后者为换热器 tubing)。

焊接未做背面充氩或色相超限仍放行。

α壳层未彻底去除;酸洗窗口失控导致氢吸收。

与铜/碳钢直接搭接未做电绝缘,海水中电偶腐蚀失效。

选材把 Gr.2 用于热卤水/还原场景(应选 Gr.12 Pd 系)。

采购未明确EN 10204 证书、第三方见证、NDT 等级;文件追溯不闭环。

包装用含氯材料;海运未做防盐雾;端口未封帽、未干燥。

 

 

12) 规格行示例(可直接拷贝进技术协议/招标文件)

示例 A(换热器 U 管):

ASTM B338 Gr.2,外径 19.05 mm,壁厚 1.24 mm,长度 9 mU 弯按 TEMA RCB-2.31RlgSmin 提供计算);100% ECT + 水压;内表面 BA;证书 EN 10204 3.1(附水压/ECT/PMI/酸洗记录)。”

示例 B(工艺无缝管):

ASTM B861 Gr.12,外径 168.3 mmNPS 6″),壁厚 6.35 mmSch 20 近似),长度 6 mUT 全长;端部 BEWPS/PQR(背面充氩);证书 3.2(第三方见证)。”

示例 C(法兰/管件):

ASTM B381 F-Gr.2 法兰,ASME B16.5 Class 150 WN RFNPS 8″,RF 粗糙度 125250 AARH100% UT2 级);密封面覆护。

ASTM B363 WP-Gr.2 LR 弯头 90° DN200,壁厚匹配 B861 管;酸洗去色;证书 3.1。”

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上海鑫鑫荣特钢材料有限公司
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