
- •Титан и его сплавы
- •Кристаллическое строение и основные свойства титана.
- •Титановые сплавы
- •Легирующие элементы титановых сплавов
- •Общепринятые классификации титановых сплавов
- •Фазовые превращения в титановых сплавах.
- •Промышленные группы титановых сплавов
- •Псевдо-β-сплавы:
- •Применение титановых сплавов.
Псевдо-β-сплавы:
Это высоколегированные (и в основном B-стабилизаторами)сплавы.Суммарное количество л.э. в них,как правило,превышает 20%.Наиболее часто их легируют Мо,V,Сг реже Fe,Zr,Sn. A1 присутствует почти во всех сплавах в небольшом количестве (около 3%). В равновесном состоянии они имеют, в основном β-структуру,и не большое количество α-фазы. После закалки имеют структуру переохлажденной метастабилъной В-фазы. Она обеспечивает сплавам высокую пластичность(δ= 12-40% и ψ=40-60%) и хорошую обрабатываемость давлением; прочность σв = 650-1000 МПа. При старении сплавов временное сопротивление увеличивается приблизительно в 1,5 раза и достигает σв = 1300-1800 МПа.Плотность сплавов находится в интервале 4,9-5,1 т/м3, а удельная прочность превышает 30км *).Сплавы обладают низкой склонносью к водородной хрупкости, но чувствительны к примесям - кислороду и углероду (которые вызывают снижение пластичности и вязкости).Наибольшее распространение в промышленности получил сплав ВТ15(около 3%А1,8%Мо,11%Сг). Он рекомендуется для длительной работы при Т до 350°С.
Литейные титановые сплавы:
ВТ1Л -
ВТ5Л А1
ВТ6Л A1+V
ВТЗ-1Л Al+Mo+Cr+Si+Fe
ВТ9Л Al+Mo+Zr+Si
ВТ14Л Al+Mo+V
Небольшой Т интервал кристаллизации обеспечивает высокую жидкоте-кучесть и плотность отливкам из титановых сплавов.Плавку и заливку сплавов на основе Ti осущетсвляют в среде нейтральных газов или вакууме(в связи с высокой химической активностью Ti при нагреве). Литейные сплавы обладают более низкими механическими своствами, чем соответствующие деформируемые.
Упрочняющая ТО не применяется,т.к. резко снижает пластичность сплавов.
Порошковые титановые сплавы: Для изготовления методами порошковой металлургии используют сплавы ВТ5,ВТ5-1,ОТ4,ВТЗ-1 и др.
Для получения порошков Ti сплавов используют современные методы дуговой плавки с вращающимся анодом и неподвижным вольфрамовым катодом, электроплазменной плавки либо распыление в вакууме.
*)уд.прочность=разрушающая длина в километрах,при которой проволока разрушится под действием собственного веса.определяется как σв/S=прочность/плотность Ме.
Применение титановых сплавов.
Титан входит в состав сплавов,не содержащих железа,а также в состав углеродистых высококачественных и нержавеющих сталей.В сплавах титан м.б. легирующей добавкой(придает механическую прочность,химическую стойкость, изменяет плотность и др.свойства),модификатором(измельчает зерно, связывая углерод,за счет образования тугоплавких дисперсных частиц TiC) или дегазантом(препятствует образованию пор,связывая газы в труднорастворимые соединения,которые удаляют в шлак). Такие сплавы титана: как ферротитан, феррокарботитан, ферросиликотитан и др. обладают высокой механической прочностью,легки,тугоплавки,тверды,устойчивы к коррозии...
Сверхтвердые сплавы,получаемые методами порошковой металлургии,из карбида титан,карбида вольфрама и металлического кобальта используют для изготовления резцов,сверл,фильер ...
Технологические свойства и область применения титановых сплавов
В авиастроении,ракетостроении - каркасные детали,обшивка,топливные баки,детали реактивных двигателей,диски и лопатки компрессоров,детали воздухозаборника,детали корпусов ракетных двигателей II и III ступени ...
В судостроении - обшивка корпусов судов и подводных лодок,сварные трубы,гребные винты,детали насосов ...
В химической промышленности - реакторы для агрессивных сред,насосы, змеевики,центрифуги ...
В гальванотехнике - ванны для хромирования,анодные корзины,теплообменники,трубопроводы,подвески ...
В газовой и нефтянной промышленности - фильтры,седла клапанов, резервуары,отстойники ...
В криогенной технике - детали холодильников,насосов,компрессоров, теплообменники ...
В пищевой промышленности - сепараторы,холодильники,емкости для продуктов,цистерны ...
В медицинской промышленности - инструмент,наружные и внутренние протезы,внутрикостные фиксаторы,зажимы ...
Титановые белила(диоксид титана) обладают химической стойкостью - не тускнеют,хорошей кроющей способностью и безвредны для человека.
Титан безвреден для человека,более того он содержится во многих продуктах питания(водоросли,табак,сахарный тростник,лук,бобовые и гречиха, крабы и др. обитатели моря).А в организме взрослого человека содержится около 20 миллиграммов титана.