[发明专利]水垢附着抑制性和成形性优异的钛合金材及其制造方法，以及热交换器或海水蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及特别是水垢附着抑制性和成形性优异的钛合金材及其制造方法，涉及以水中所含的碳酸钙为主要成分的水垢的附着抑制性优异，并且例如用于热交换器等的制造时发挥着优异的成形性的钛合金材及其制造方法。 

背景技术

在热交换器(例如，板式热交换器)和海水蒸发器(海水淡水化装置)中，大多使用耐腐蚀性高的钛材和钛合金材(以下，由“钛材”代表)。构成此热交换器和海水蒸发器的至少一部分的钛材，与地下水、自来水和海水等的水接触，而在这些水中，微量含有钙离子(Ca²⁺)和碳酸氢离子(HCO₃^-)。若以热交换器和海水蒸发器加热这些水，则如下述反应式所示，可知生成碳酸钙(CaCO₃)，该碳酸钙为主要成分的水垢(以下，仅称为“水垢”)附着在钛材表面。 

Ca²⁺+2HCO₃^-→Ca(HCO₃)₂→CO₂+H₂O+CaCO₃

上述的反应有越是高温越容易进行的倾向。因为由热交换器和海水蒸发器加热的水会被升温至60℃～沸点的高温域，所以上述水垢容易在钛材表面生成。上述钛材构成热交换器和海水蒸发器的传热部分时，若钛材上大量附着上述水垢，则这些机器的传热性能降低。因此现状是，需要以一个月至一年一次的频率定期地进行附着在钛材表面的水垢的除去作业，有维护成本巨大这样的问题。 

鉴于上述问题，提出有用于高效率地进行用于除水垢维护的除水垢剂(例如，日本·专利第3647843号)。在此技术中，提出含有羟基羧酸、氨基磺酸、硫酸铵作为有效成分的水垢除去剂，显示能够高效率地除去附着在金属材表面的水垢。 

上述现有技术，没有抑制水垢的附着本身，不是能够减少维护频率的技术。另外，在上述热交换器和海水蒸发器的制造中，由于包含加工成复杂的形状的工序，所以对于所使用的钛材还要求其具有优异的成形性。 

发明内容

本发明着眼于上述的这样的情况而形成，其目的在于，提供一种以水中所含的碳酸钙为主体的水垢的附着抑制性优异，并且在上述热交换器等的制造时发挥着优异的成形性的钛合金材。本发明的目的还在于，确立一种能够高效率地制造该钛合金材，并在制造工序中使之不产生裂纹的方法。 

能够解决上述课题的本发明的钛合金材，含有P：0.005～0.30质量％和Sn：0.01～3.0质量％，余量是Ti和不可避免的杂质。 

上述钛合金材，也可以按照满足下式(1)的方式，再含有从Cu、Fe和Ni所构成的群中选择的一种以上的元素。 

Cu+4.9Fe+1.3Ni+0.5Sn≤1.6…(1) 

[在式(1)中，Cu、Fe、Ni、Sn表示钛合金材中的各元素的含量(质量％)。] 

此外，上述钛合金材，优选使Cu含量为0.3质量％以下。 

另外，上述钛合金材，优选平均晶粒直径为10μm以上。 

上述钛合金材，例如能够用于热交换器或海水蒸发器。 

在本发明中，也包含上述钛合金材被用于以水或海水作为媒介而使之流通的传热部的热交换器或海水蒸发器。 

本发明的钛合金材，能够将从Sn-P母合金、Cu-P母合金、Fe-P母合金、Ni-P母合金和Ti-P母合金所构成的群中选择的至少一种而构成的含P化合物作为P源，将其用于原料而制造。 

在本发明中，也包含上述钛合金材的制造方法。该制造方法，是熔化铸造熔炼原料，接着至少进行热加工而制造上述钛合金材的方法，其具有的特征在于，在所述熔炼的工序中，作为所述熔炼原料，与钛一起还熔炼含P化合物。 

另外本发明也包含上述钛合金材的其他的制造方法，该制造方法是熔 化和铸造熔炼原料，接着至少进行包含开坯锻造或开坯轧制的热加工而制造上述钛合金材的方法，其具有的特征在于，使所述开坯锻造或开坯轧制的加热温度为890℃以上。 

在上述制造方法中，优选包含如下工序：在所述热加工后，再进行冷轧后，对钛合金材进行热处理直至平均晶粒直径达到10μm以上。 

根据本发明，例如用于热交换器和海水蒸发器等时，以水中所含的碳酸钙为主体的水垢的附着得到抑制，因此能够减少维护频率。另外，因为本发明的钛合金材成形性优异，所以能够良好地成形复杂形状的热交换器等。 

附图说明