钛被誉为仅次于铁、铝的“第三金属”，拥有密度低、比强度高、耐蚀性好等凸起利益，作为一种新兴的结构资料，宽泛利用于航空、航天、舰船、化工、汽车、体育和生物医学等各个领域[1][2] 。以核电领域为例，核电作为一种安全、高效、清洁能源，凝汽器、换热器是核电站的重要设备之一，选取海水或者被传染水作为冷却液会对设备产生侵蚀和磨蚀，使设备产生泄露，危及电站安全运行。而钛以其优越的耐侵蚀机能、抗冲刷、高比强度、热互换性等机能，现已成为核电用凝汽器、换热器的梦想资料[3] 。
1、国内钛板钛带发展示状
钛及钛合金经加工后制成板、带、箔、管、棒、丝、锻件、铸件及复合伙料等产品类型，钛板带材是其中最为重要的产品大局，但钛板带材的加工工艺机能差，切削加工难题，在热加工中，极度容易吸收氢氧碳氮等杂质，同时钛板带材的耐磨性差，出产工艺复杂。在2007年以前，国内钛板带工业化出产处于空缺状态，钛带卷齐全依赖进口，采购用度高、
周期长且质量不不变，严重影响了钛板带及焊管下游利用领域的发展。近年来，以湖南湘投金天科技集团为代表的国内多家企业相继轧制出热轧钛板带和冷轧钛板带，热轧、冷轧纯钛板带的出产技术、板带热处置技术、轧制过程节制技术等方面获得了长足的进取。陪伴着国内核电、PTA项主张建设加快及国产化需要，薄壁钛焊管、化工及板换用钛板的需要越来越旺盛，2020年我国钛及钛合金板带材的产量占到昔时钛加工材总量59.2%，其中钛带卷的产量占据一半以上[4] 。对于核电冷凝器和热互换器领域利用，与选取块式单张板比力选取钛带卷拥有质量不变性高，适合批量化陆续出产、产品出产周期短及成本降低等凸起利益，目前钛带卷产品已成为核电用焊管、板式换热器的首选资料[5] 。
2、钛及钛合金板带材尺度分析
国内钛板带尺度经历了从无到有，并逐步发展，现已建成较为美满得钛板带尺度系统。钛板带尺度起步于上世纪70年代，于1970年颁布了钛板YB762-70及钛带行业尺度YB763-70，上世纪80年代初，为国度尺度局颁布草拟国度尺度打算，并于1983年颁布我国第一批板材国度尺度GB 3621-83《钛及钛合金板材》和GB 3622-83《板带材》。90年代初期，随着钛工业技术发展及民用领域钛板带产品需要，对尺度系统进行了补充及美满，增长了专用钛板尺度GB/T 14845-1993《板式换热器用钛板》[6] 。进入21世纪，对国度尺度进行了大规模订正及系统美满，于2007年实现了GB/T 3621、GB/T14845尺度订正，并颁布YS/T 658-2007《焊管用钛带》行业尺度，2011年颁布GB/T 26723-2011《冷轧 钛带卷》，2012年颁布NB/T 20008.15-2012《压水堆核电厂用其他资料 第15部门：：3级板式热互换器用钛板》。
目前，我国钛板带选取尺度蕴含国度尺度（GB）、行业尺度（重要是有色行业尺度YS、能源行业尺度NB）、美国（ASTM）及法国（RCC M）等，具体见表1。
表1 现行钛板带国度及行业尺度
| 序号 | 编号 | 名称 | 合用领域 |
| 1 | GB/T 3621-2007 | 钛及钛合金板材 | 合用于各类用处的钛及钛合金板材 |
| 2 | GB/T 3622-2012 | 钛及钛合金带、箔材 | 合用于各类用处的钛及钛合金带材、箔材 |
| 3 | GB/T 26723-2011 | 冷轧钛带卷 | 各类用处的钛带卷 |
| 4 | GB/T 14845-2007 | 板式换热器用钛板 | 合用于冷（温）冲压抑作的板式换热器传热板用钛板材 |
| 5 | YS/T 658-2007 | 焊管用钛带 | 合用于焊管用的钛及钛合金切边带材 |
| ６ | NB/T 20008.15-2012 | 压水堆核电厂3级板式热互换 器用钛板 | 合用于压水堆核电厂３级板式热互换器用深冲成型的钛板 |
| ７ | ASTM B265-2010 | 钛及钛合金带材、薄板及厚板尺度规范 | 合用于退火态钛及钛合金带材、薄板及厚板 |
| ８ | RRC-M M4401 | 压水堆核电站，用于制作3级 热互换器换热器的钛板 | 合用于压水堆核电厂３级板式热互换器钛板 |
从利用的合用领域来看，GB/T 3621-2007、GB/T 26723-2011、GB/T 3622-2012 及ASTMB265-2010合用于各类用处，GB/T 14845-2007合用于板式换热器传热板，YS/T 658-2007合用于钛焊管，NB/T 20008.15-2012和RRC-M M4401均合用于压水堆核电站板式换热器。
核电领域重要选取TA1、TA2钛板带材，本文重要针对以上两种商标对现行钛板带尺度的化学成分及力学机能进行分析见表2、表3。
表2 现行钛板带国度及行业尺度化学成分分析
| 尺度号 | 商标 | 化学成分%(杂质含量，不大于) |
| Ti | C | Fe | N | O | H | 其他元素 |
| 单一 | 总和 |
| GB/T 3621-2007 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GB/T 3622-2012 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| ASTM B265-2010 | GR1 | 余量 | 0.08 | 0.2 | 0.03 | 0.18 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GR2 | 余量 | 0.08 | 0.3 | 0.03 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GB/T 26723-2011 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| GB/T 14845-2007 | TA1 | 余量 | 0.05 | 0.15 | 0.03 | 0.10 | 0.012 | 0.1 | 0.4 |
| YS/T 658-2007 | TA1 | 余量 | 0.1 | 0.25 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| TA2 | 余量 | 0.1 | 0.3 | 0.05 | 0.25 | 0.015 | 0.1 | 0.4 |
| NB/T 20008.15-2012 | TA1 | 余量 | 0.05 | 0.06 | 0.03 | 0.1 | 0.013 | / | / |
| M4401 | GR1 | 余量 | 0.05 | 0.06 | 0.03 | 0.1 | 0.013 | / | / |
GB /T 3621-2007《钛及钛合金板材》中产品商标化学成分参照GB/T 3620.1执行，其中TA1、TA2的屈服强度选取了美国尺度ASTM B265-2006指标，但抗拉强度和断后伸长率均高于美国尺度。
GB/T 14845-2007《板式换热器用钛板》，重要参考了美国ASTM B265-2006尺度中的化学成分、力学机能和工艺机能等技术指标。尺度中产品的抗拉强度及屈服强度均参照了美国尺度，但因板换特殊用处，对板材的塑性要求极度高，因而对TA1商标的杂质元素含量要求更为严格，其延长率大大高于ASTM B265-2006及GB/T 3621-2007。
GB/T 26723-2011《冷轧钛带卷》带卷的化学成分参照GB/T 3620.1执行，带卷的抗拉强度、屈服强度、延长率参考美国ASTM B265-2010及GB/T3622-2012尺度执行，但与美国尺度相比，冷轧钛带卷的横向、纵向力学机能需同时达到指标要求。
YS/T 658-2007《焊管用钛带》钛带的化学成分参照GB/T 3620.1执行，抗拉强度、延长率指标与美国ASTM B265-2010一样，屈服强度低于ASTMB265-2010及GB/T 26723-2011《冷轧钛带卷》尺度要求。
NB/T 20008.15-2012《压水堆核电厂用其他资料 第15部门：：3级板式热互换器用钛板》尺度齐全参照法国RCC-M（2000版、2002版、2005版补遗）M4401《产品采购技术规范 用于制作３级热互换器换热器的钛板》制订，板材抗拉强度、屈服强度高于GB /T 3621-2007《钛及钛合金板材》及GB/T 14845-2007《板式换热器用钛板》，延长率低于
GB/T 14845-2007。但该尺度钛板的化学成分未注明C、Fe、O、N、H5种杂质元素外的其他杂质含量百分比。
对比表2中各尺度的化学成分，能够发现GB/T3621-2007、GB/T 26723-2011、YS/T 658-2007及GB/T 3622-2012的化学成分领域一致，且领域最宽，ASTM B265-2010尺度GR1中C、Fe及O元素和GR2中的C、N元素含量低于GB/T 3621-2007等尺度要求，GB/T 14845-2007尺度中C、Fe、O及H元素含量低于GB/T 3621-2007 及GB/T 14845-2007等尺度要求，NB/T 20008.15-2012和M4401元素含量一样，其C、Fe、O及H元素含量是所有尺度中含量最低的，节制最为严格，但尺度中对于其他元素单一及总体含量比例节制没有提出要求。
表3 现行钛板带国度及行业尺度力学机能对比
| 尺度号 | 商标 | Rm /MPa | Rp0. 2 /MPa | A/% | 取样 |
| GB/T 3621-2007 | TA1 | ≥240 | 140-310 | ≥30 | 横向 |
| TA2 | ≥400 | 275-450 | ≥25 |
| GB/T 3622-2012 | TA1 | ≥240 | 140-310 | ≥24 | 横向 |
| TA2 | ≥345 | 275-450 | ≥20 |
| ASTM B265-2010 | GR1 | ≥240 | 138-310 | ≥24 | / |
| GR2 | ≥345 | 275-450 | ≥20 | / |
| GB/T 26723-2011 | TA1 | ≥240 | 138-310 | ≥24 | 横纵向 |
| TA2 | ≥345 | 275-450 | ≥20 |
| GB/T 14845-2007 | TA1 | ≥240 | ≥140 | ≥55 | 横向 |
| YS/T 658-2007 | TA1 | ≥240 | 125-210 | ≥24 | 纵向 |
| TA2 | ≥350 | 230-350 | ≥20 |
| NB/T 20008.15-2012 | TA1 | 290-415 | 190-310 | ≥30 | 横向 |
| M4401 | GR1 | 290-415 | 190-310 | ≥30 | 横向 |
分析表3中各尺度的力学机能，GB/T 14845-2007、GB/T 3621-2007、NB/T 20008.15-2012、M4401及GB/T 3622-2012试样取样方向为横向，YS/T 658-2007试样取样方向为纵向，而GB/T 26723-2011试样取样方向为横纵向，要求最为严格。GB/T 3621-2007、GB/T 26723-2011、GB/T 3622-2012 机能指标根基一样，YS/T 658-2007抗拉强度低于GB/T 3621-2007等尺度要求，GB/T3621-2007与GB/T 3621-2007比力，伸长率提高5%，GR2屈服强度提高约50MPa。NB/T 20008.15-2012和M4401的屈服强度和抗拉强度区间最窄，GB/T 14845-2007对资料抗拉强度上限没有提出要求，但伸长率最高达到55%。
同时为满足我国各领域用钛板带需要，国内先后萦绕军工、医用、高端消费品等领域制订了GJB944、GB/T13810、YS/T 795等多个国军标、国标及行业尺度见表4。目前核电钛带卷重要用于板式换热器及钛焊管，同时核电有压水堆和气冷堆等反映堆型，现有尺度只合用于压水堆板式换热器，不足专门的产品规范及尺度。
表4 各领域钛板带尺度
| 序号 | 尺度号 | 尺度名称 | 合用领域 |
| 1 | GJB 944-1990 | 潜艇用TA5-A钛合金板 | 合用于潜艇的设备、装置和系统等结构件用的板材 |
| 2 | GJB 2505A-2008 | 航空用钛及钛合金板材和带材规范 | 热轧或冷轧的钛及钛合金厚板、薄板和带材 |
| 3 | GJB 6471-2008 | 航天航空用TB5 钛合金板材规范 | 厚度为0.8 mm～3.2 mm的航天航空用TB5钛合金板材 |
| 4 | GB/T 13810-2017 | 外科植入物用钛及钛合金加工材 | 合用于制作外科植入物用的钛及钛合金板、棒、丝材 |
| 5 | YS/T 795-2012 | 高尔夫球头用钛及钛合金板材 | 合用于高尔夫球头用钛及钛合金板材 |
3、结论
我国钛产业经历了从无到有，并不休壮大，在系统建设、产业规、技术进取等方面获得显著成就，但在专业领域尺度系统方面尚存在进一步提升空间。
（1）核电钛带卷已成为核电板式换热器及焊管最为重要的产品供给方式，但目前尚无核电带卷尺度。
（2）现有核电板式换热器用钛板仿照国外制订，化学成分和试样取样方向等内容还需美满。
（3）应结合核电等领域产品需要特点，编制切合我国核电产品结构和技术要求的尺度系统。
参考文件
邓国珠.钛冶金[M].北京：：冶金工业出版社，2010：：1.莫畏，邓国珠，罗方承. 钛冶金(第2版)[M].北京：：冶金工业出版社，2006：：1.
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贾翃，逯福生，郝斌.2020年中国钛工业发展汇报[J].钛工业进展,2021（4）:34-41.
刘瑞霞，唐有根.钛在能源资猜中的利用[J].罕见金属与硬质合金，2007(3):41-45.
张捷频.我国钛及钛合金板带材尺度系统综述[J].资料开发与利用,2012（3）：：69-73.
作者简介
肖芬，本科，助理工程师，重要钻研方向为钛及钛合金资料开发及尺度化。
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