4. Влияние примесей на св-ва титана.

Водород, азот, кислород и углерод образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы - гидриды, оксиды, нитриды и карбиды. Небольшое количество кислорода, азота и углерода повышает прочностные характеристики титана, однако, при этом значительно снижаются его пластичность, коррозионная стойкость, ухудшаются свариваемость, способность к пайке и штампуемость. Поэтому содержание этих примесей ограничивается десятыми, а иногда и сотыми долями %. Также влияют железо и кремний, но в меньшей мере. Водород, выделяясь в виде тонких хрупких пластин гидридной фазы по границам зерен, значительно охрупчивает титан. Водородная хрупкость наиболее опасна в сварных соединениях. Поэтому допустимое содержание водорода в техническом титане - 0,008-0,012 %.

5. Состав, свойства и применение -сплавов титана, которые деформируются.

Деформируемые  -сплавы (например, ВТ5) преимущественно являются сплавами системы Ti - Al (с содержанием Al не более 7 %), а также сплавами, дополнительно легированными оловом и цирконием. Они характеризуются средней прочностью при комнатной температуре, но высокими механическими свойствами при повышенных (450-500С), либо, наоборот, криогенных температурах, характеризуются высокой термической стабильностью свойств и отличной свариваемостью и удовлетворительной обрабатываемостью резанием.

К недостаткам -сплавов относятся их неупрочняемость термической обработкой, низкая технологическая пластичность, которая повышается при легировании оловом, но стоимость сплава при этом резко возрастает. Сплавы куют, штампуют и прокатывают в горячем состоянии, используют для изготовления изделий, работающих при различных температурах (до 450-500 С).

6. Состав, свойства и применение псевдо -сплавов титана, которые деформируются.

Деформируемые псевдо-  -сплавы имеют преимущественно -структуру с небольшим (1-5%) количеством -фазы вследствие дополнительного легирования - стабилизаторами: Mn, V, Mo, Zr, Nb и др. (до 3%). В сравнении с  -сплавами, они обладают высокой технологической пластичностью благодаря наличию -фазы. Поэтому сплавы с низким содержанием алюминия (2-3 %) обрабатываются давлением в холодном состоянии и только при изготовлении деталей сложной формы подогреваются для деформации до 500-700С. Сплавы с большим содержанием алюминия подвергают обработке давлением при 600-800С. Дополнительному упрочнению таких сплавов способствует легирование цирконием (неограниченно растворяясь в  -Ti, он повышает температуру рекристаллизации, способствует повышению растворимости -стабилизаторов в  -фазе) и кремнием (образует мелкие частички силицидов по границам зерен, трудно растворимые в  -фазе). Поэтому псевдо-  -сплавы, содержащие 7-8 % Al и легированные Zr, Si, Mo, Nb, V, используют в изделиях, работающих при наиболее высоких в сравнении с другими титановыми сплавами температурах (до 600С).

Недостатком псевдо--сплавов является склонность к водородной хрупкости, когда вследствие образования в структуре гидридов снижается их пластичность и вязкость. Используются в отожженном состоянии.

7. Состав, свойства и применение (+)-сплавов титана, которые деформируются.

Двухфазные ( + )- сплавы обладают лучшим сочетанием технологических и механических свойств. Эти сплавы легированы алюминием (1,5-7 %) с целью упрочнения -фазы, а также -стабилизаторами: V, Mo, Cr, Fe и др. В этих сплавах алюминий увеличивает термическую стабильность -фазы, снижает плотность сплавов. Устойчивость -фазы и термическую стабильность сплавов сильно повышают изоморфные  -стабилизаторы: Mo, V, Nb. Более сильный упрочняющий эффект оказывает молибден. Наиболее сильному упрочнению способствует легирование двухфазных сплавов эвтектоидообразующими  -стабилизаторами: Fe, Cr, Mn . Поэтому промышленные двухфазные сплавы содержат -стабилизаторы обеих типов. Сплавы упрочняются термической обработкой - закалкой и старением. Чем больше  -фазы содержится в структуре сплава, тем он прочнее в отожженном состоянии и сильнее упрочняется при термической обработке.

По структуре, получаемой после закалки, (  +  )- сплавы подразделяют на два класса: мартенситный и переходной. Сплавы мартенситного класса содержат меньшее количество -стабилизаторов и поэтому в равновесном состоянии содержат немного (5-25 %)  -фазы. После закалки такие сплавы приобретают структуру мартенсита ’ (или ”). Такие сплавы легируют алюминием и ванадием (ВТ 6), а также дополнительно молибденом, что имеет место в случае высокопрочных сплавов (ВТ 14, ВТ 16), а также сплавов для работы при повышенных температурах (ВТ 25, ВТ 3-1).

Сплавы переходного класса содержат большее количество легирующих элементов и поэтому большее количество  -фазы в равновесной структуре и после отжига (25-50 %). После закалки из -области можно получить однофазную ‘ или двухфазную (”  ’) структуру. Наличие большого количества -фазы обеспечивает максимальную прочность сплавов переходного класса среди всех двойных титановых сплавов. Это позволяет использовать сплавы переходного класса как в отожженном состоянии, так и после закалки и старения, что важно при производстве крупногабаритных изделий.

Двухфазные (  )- сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются, куются, прокатываются и штампуются даже легче, чем  -сплавы. Поставляются в виде листов, прутков, ленты, штампованных заготовок.