鈦及鈦合金在300-600℃區(qū)間具有優(yōu)異的高溫強度與抗氧化性，使其成為航空發(fā)動機導管、核電熱交換器等高溫工況的關(guān)鍵材料。鈦焊管的高溫性能不僅取決于基體材質(zhì)，更受焊接接頭質(zhì)量與熱影響區(qū)組織的影響，因此需通過系統(tǒng)試驗揭示其在高溫環(huán)境下的性能變化規(guī)律。
本研究以TA2、TC4兩種常用鈦焊管為對象，采用Φ38mm×1.5mm的焊接試樣，通過高溫拉伸試驗與高溫持久試驗評估核心性能。高溫拉伸試驗在300℃、450℃、600℃三個溫度梯度下進行，結(jié)果顯示：TA2鈦焊管在300℃時抗拉強度保持在480MPa以上，較室溫僅下降8%；但600℃時強度降至320MPa，且焊接接頭處塑性衰減明顯，延伸率從室溫的25%降至12%。而TC4鈦焊管因含釩、鋁合金元素，高溫強化效果更優(yōu)，600℃時抗拉強度仍達750MPa，延伸率維持在18%，表現(xiàn)出更穩(wěn)定的高溫力學性能。
高溫持久試驗在500℃、150MPa載荷下持續(xù)1000小時，發(fā)現(xiàn)兩種鈦焊管的斷裂位置均集中在焊接熱影響區(qū)。微觀分析表明，TA2熱影響區(qū)在長期高溫下出現(xiàn)α相晶粒粗化，晶界析出微量Ti₃O雜質(zhì)相，導致晶間結(jié)合力下降；而TC4熱影響區(qū)因β相穩(wěn)定元素的存在，組織保持細小的α+β兩相結(jié)構(gòu)，有效抑制了高溫劣化。此外，兩種鈦焊管在600℃以上均出現(xiàn)明顯的氧化增重，TA2表面氧化膜（TiO₂）在1000小時后出現(xiàn)局部剝落，而TC4氧化膜更致密，增重速率僅為TA2的1/3。
研究證實，TC4鈦焊管的高溫綜合性能優(yōu)于TA2，更適用于500℃以上的長期服役場景。通過優(yōu)化焊接線能量（控制在10-15kJ/cm）與焊后580℃時效處理，可進一步提升鈦焊管熱影響區(qū)的高溫穩(wěn)定性，為高溫領(lǐng)域鈦焊管的選型與應用提供數(shù)據(jù)支撐。
