- •1.2. Шихтовые материалы и расчет шихты
- •1.2.1. Расчет шихты
- •1.3. Защита расплава при плавке
- •1.4. Рафинирование цветных сплавов
- •1.4.1. Рафинирование от растворенных примесей
- •1.4.2. Рафинирование расплавов от нерастворимых примесей
- •1.5. Раскисление цветных сплавов
- •1.6.Модифицирование цветных сплавов
- •2. Приготовление лигатур и предварительных сплавов
- •Плавка алюминиевых сплавов
- •3.1. Физико-химические особенности плавки
- •3.2. Технологические особенности плавки
- •3.2.1. Печи для плавки алюминиевых сплавов
- •3.2.2. Выбор и подготовка шихтовых материалов
- •3.2.4. Рафинирование алюминиевых сплавов.
- •Модифицирование алюминиевых сплавов
- •3.3.1. Плавка силуминов
- •3.3.2. Плавка сплавов системы Al - Cu
- •3.3.3. Плавка сплавов системы Al - Mg
- •4. Плавка магниевых сплавов
- •4.1. Физико-химические особенности плавки магниевых сплавов
- •4.2.2. Защитные атмосферы для магниевых сплавов
- •4.2.3. Рафинирование магниевых сплавов
- •4.2.4. Модифицирование магниевых сплавов
- •4.2.5. Технология приготовления магниевых расплавов
- •4.2.5.1. Плавка сплавов системы Mg – Al – Zn
- •4.2.5.2. Плавка сплавов с рзм
- •5. Плавка титановых сплавов
- •5.1. Физико-химические особенности плавки титановых сплавов
- •5.2. Гарнисажная плавка титановых сплавов
- •5.3. Конструкции плавильно-заливочных установок для плавки титановых сплавов
- •6. Плавка меди и медных сплавов
- •6.1. Физико-химические особенности плавки меди и медных сплавов
- •6.1.1. Раскисление меди и медных сплавов
- •6.1.2. Рафинирование и дегазация медных сплавов
- •6.2. Технологические особенности плавки меди и медных сплавов
- •6.2.1. Плавка чистой меди
- •6.2.2. Плавка оловянных бронз
- •6.2.3 Плавка безоловянных бронз
- •6.2.4 Плавка латуней
- •6.2.5. Плавка медноникелевых сплавов
- •7 Плавка никелевых сплавов
- •7.1. Физико-химические особенности плавки никелевых сплавов
- •7.2. Технологические особенности плавки никелевых сплавов
- •7.2.1. Плавка чистого никеля
- •7.2.2. Плавка жаростойких и коррозионно-стойких никелевых сплавов
- •7.3. Плавка современных жаропрочных сплавов
- •7.3.1. Физико-химические особенности плавки в вакууме
- •7.3.2. Печи для плавки и заливки никелевых сплавов
- •7.3.3. Технология плавки жаропрочных никелевых сплавов
- •8. Плавка цинковых сплавов
- •8.1. Физико-химические особенности плавки цинковых сплавов
- •8.2. Технологические особенности плавки
- •9. Плавка легкоплавких сплавов на основе олова и свинца
- •9.1. Особенности плавки оловянных сплавов
- •9.2. Плавка свинца и свинцовых сплавов
- •10.1. Плавка золота и его сплавов
- •10.2. Плавка серебра и серебряных сплавов
- •11. Плавка сплавов тугоплавких металлов
- •11.1. Особенности плавки тугоплавких металлов
- •11.1.1. Вакуумнодуговая плавка
- •11.1.2. Электронно-лучевая плавка
- •11.1.3 Технологические особенности плавки
- •11.2. Плавка циркония и его сплавов
- •11.3. Плавка молибдена и его сплавов.
5. Плавка титановых сплавов
Освоение технологии плавки титановых сплавов вызвало наибольшие трудности среди всех других литейных материалов. Это связано с высокой химической активностью титана. Долгое время отливки из титана получали только в лабораториях отраслевых институтов. В настоящее время все трудности преодолены и на ряде машиностроительных заводов успешно действуют участки фасонного титанового литья, оснащенные современным плавильно-заливочным оборудованием.
5.1. Физико-химические особенности плавки титановых сплавов
Титан активно взаимодействует со всеми газами, – кислородом, азотом, водородом и др.
При взаимодействии с кислородом на поверхности титана образуется плотный слой оксида TiO2, который при температурах ниже 500 оС защищает металл от дальнейшего окисления. При нагреве на воздухе кислород диффундирует внутрь и под слоем TiO2 появляется рыхлая прослойка из смеси TiO2 и TiO, а под ними слой насыщенный кислородом. Кислород повышает стабильность α -фазы, поэтому этот слой называют альфированным. В расплавленном титане кислород растворяется, а при кристаллизации переходит в твердый раствор. Растворенный кислород увеличивает прочность и твердость титана, но резко снижает пластичность и ударную вязкость. В связи с этим содержание кислорода в титановых сплавах не должно превышать 0,2 %.
Азот также растворяется титане и его сплавах. При кристаллизации азот остается в твердом растворе и образует нитрид TiN, снижающий пластичность. Влияние азота на механические свойства сплава проявляется в большей степени, чем влияние кислорода (табл.13) и его содержание в сплаве не должно превышать 0,05 %.
Таблица 13
Влияние газов и углерода на механические свойства титана
Свойство |
Влияние на свойство 0,01 % добавки |
|||
O2 |
N2 |
H2 |
C |
|
σ, МПа НВ, МПа δ, %
|
12,3 39,0 - (1-2) |
19,6 59,0
|
|
7 19
|
Растворимость водорода в титане исключительно велика. В отличие от других металлов, составляющих основу промышленных сплавов, растворимость водорода в титане уменьшается с ростом температуры от 7000 см3/100 г при комнатной до 400 - 150 см3/100 г в расплаве, перегретом на 50 – 100 оС. Часть водорода удаляется при плавке. Оставшийся водород стабилизирует α- фазу и охрупчивает сплав. Поэтому его содержание не должно превышать 0,015 %. Расплавленный титан взаимодействует с парами воды, углеводородами, СО, СО2 и другими газами.
С углеродом титан образует карбид TiC. Каждая сотая доля процента углерода повышает предел прочности на 7 МПа и твердость на 20 МПа.
Вторая особенность титана заключается в том, что он в жидком состоянии реагирует со всеми известными огнеупорными материалами и материалами литейных форм. Практически невозможно полностью исключить взаимодействие расплава с плавильным тиглем и литейной формой.