8.1 Титан.

Титан – металл серого цвета. Температура плавления титана 1668°С. Титан имеет две аллотропические модификации: до 882°С существует α-титан (плотноссть 4,50 г/см³), который кристаллизуется в гексагональной решетке с периодом а=0,295нм , а при более высоких температурах β-титан (при 900°С плотность 4,32г/см³), имеющий решетку, период которой а=0,3282нм. Технический титан изготовливается трех марок: ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-1.

Титан обладает высокой коррозионной и химической стойкостью благодаря защитной окисной пленке на его поверхности. Он не корродирует в пресной и морской воде, не растворяется во многих органических и минеральных кислотах, в царской водке и других агрессивных средах. Титан хорошо обрабатывается давлением при комнатной и повышенной температуре; поэтому из него изготавливают листы, трубы, проволоку, поковки и другие детали. Титан хорошо сваривается аргонно-дуговой сваркой. Титан плохо обрабатывается резанием (налипает на инструмент), обладает низкими антифрикционными свойствами, не обладает жаропрочностью. Применяется в химической промышленности для изделий, работающих в сильно агрессивной среде, в судостроении для обшивки морских судов, подводных лодок и др.

8.2Сплавы титана.

Сплавы титана (ГОСТ19807-91) получили значительно большее применение, чем чистый титан, так как обладают лучшим сочетанием свойств: более высокой прочностью, жаростойкостью, жаропрочностью при хорошей пластичности, высокой коррозионной стойкости и малой плотности. Поэтому титановые сплавы получили широкое применение в авиации, ракетной технике, судостроении, химической, медицинской и других отраслях промышленности.

По технологии изготовления титановые сплавы делятся на деформируемые и литейные, а по свойствам – на сплавы нормальной прочности, высокопрочные, жаропрочные и повышенной пластичности.

Титановые однофазные сплавы с α - структурой (ВТ5, ВТ5-1) характеризуются средней прочностью, высокими механическими свойствами при криогенной температуре, хорошей жаропрочностью и жаростойкостью, отличной свариваемостью и коррозионной стойкостью. Обрабатываемость резанием удовлетворительная. Эти сплавы хорошо куются, прокатываются, штампуются, поэтому применяются в виде прутков, труб, сортового проката и др. Сплавы применяются для изготовления деталей, работающих при температуре до 400-500° С. Эти сплавы не упрочняются термообработкой, поэтому имеют σ_b=950МПа, δ=15 %, НВ =300.

Двухфазные (α+β) сплавы (ВТ6, ВТ8, ВТ14) имеют более высокие свойства, как механические, так и технологические. Они упрочняются термообработкой, имеют высокую прочность при комнатной и повышенной до 500°С температуре (ВТ16 имеет σ_b=1450 МПа, δ =6 %). Эти сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются, хорошо куются, штампуются и паяются. Поставляются в виде поковок, полос, листов, прутков.

Литейные титановые сплавы (ВТ5Л, ВТ14Л, ВТ21Л) имеют хорошие литейные свойства: высокую жидкотекучесть, плотность, малую склонность к образованию горячих трещин, малую усадку (<1 %). Однако плавку и разливку нужно вести в вакууме или в среде нейтральных газов из-за высокой склонности к поглощению газов. Литейные сплавы обладают более низкими механическими свойствами, чем деформируемые (ВТ5Л σ_b =900 МПа, δ =12 %), но литьем можно получать сложные фасонные отливки весом до 500 кг в том числе и трубные заготовки. Наиболее прочный литейный сплав ВТ21Л имеет σ_b =1100 МПа, δ=7 % при достаточно высокой вязкости.

Таблица8.1 Применение титановых сплавов

№ п/п	Марка	Назначение
1.	ВТ5, ВТ5-1	Детали средней прочности: детали воздухозаборников, диски автомобильных колес, корпуса и арматура химических агрегатов.
2.	ВТ6, ВТ8	Для деталей крепежа, деталей конструкций реактивных авиационных двигателей, диски и лопатки компрессоров, корпуса ракетных двигателей второй и третьей ступени, баллонов сжатых газов, искусственные суставы в медицине и др.
3.	ВТ16	Обшивка подводных лодок, морских судов, катеров, диски и лопатки ракетных двигателей, обшивка сверхзвуковых самолетов, детали ответственных теплообменников и др.
4.	ВТ5Л	Пищевая промышленность (посуда), медицина (искусственные суставы), художественное литьё, сельскохозяйственное машиностроение и др.

9. ПОДШИПНИКОВЫЕ СПЛАВЫ.

Антифрикционные сплавы на основе свинца и олова называются баббитами. Они применяются для заливки подшипников скольжения. К баббитам предъявляется несколько разнообразных требований: низкий коэффициент трения при работе в паре с железоуглеродистыми сплавами; высокая коррозионная стойкость в среде масел, высокая теплопроводность, высокий предел выносливости, хорошие технологические свойства: низкая температура плавления, хорошая адгезия, высокая прирабатыаемость при достаточной твердости, высокая удельная вязкость (для работы в условиях ударных нагрузок), невысокий модуль упругости. Этим условиям удовлетворяют баббиты оловянные (Б88, Б83 и др.), свинцовые (БК2 и др.), оловянно-свинцовые (Б16, БН и др.)

Оловянные баббиты обладают наилучшим сочетанием антифрикционных и физико-механических свойств, а так же высокой коррозионной стойкостью. Состав типичного оловянного баббита Б83: Sb=11 % , Cu =6 %, остальное Sn. Ввиду большого содержания дорогостоящего олова оловянные баббиты применяются для подшипников ответственного назначения, работающих при больших скоростях и высоких нагрузках (паровые турбины, дизели, турбокомпрессоры и т. д.)

Свинцовые баббиты являются самыми дешевыми, так как легированы кальцием и натрием и содержат мало дефицитного олова. Состав БК2: Sn =2 %, Ca = 0.5 %, Sb = 0.3 % , Mg =0.1 %, Pb – остальное. Эти баббиты применяются для подшипников горнорудных машин, городского транспорта, железнодорожного транспорта, дизельных двигателей и др.

Оловянно-свинцовые баббиты также имеют пониженное содержание олова. Баббит Б16 имеет состав:Sn = 10 %, Sb= 14 %, остальное –свинец. Применяются для подшипников электровозов, паровозов, паровых машин, гидротурбин и других машин тяжелого машиностроения.

Прочность баббитов невелика σ_b=60 – 120 МПа, что обеспечивает хорошую передачу нагрузки на более прочную, стальную основу при биметаллической структуре подшипников.