49)Титан и его сплавы. Конструкционные титановые сплавы, их термическая обработка, структура, свойства.

Преимущественное применение титан получил в авиации, ракетостроении и других отраслях техники, где удельная прочность имеет важное значение. Для интервала температур 300—600 °С сплавы титана имеют самое высокое значение удельной прочности (а_в/у), уступая при температурах ниже 300 °С алюминиевым сплавам, а выше 600 "С —сплавам на основе железа и никеля.

Немаловажное значение, обеспечивающее широкое распростра­нение сплавов титана в будущем, является сравнительно большое его содержание в земной коре (0,6 %). По распространенности в земной коре титан уступает только трем металлам — алюминию, железу и магнию.

Сплавы титана существуют в различных полиморфных модификациях. Если элемент изоморфен α-титану, т. е. имеет гексагональную кристаллическую решетку, то он расширяет α-область (I класс). Если элемент изоморфен β-титану, т. е. имеет кубическую объемно- центрированную решетку, то он расширяет β-область (II класс), Элементы I класса называют α-стабилизаторами (А1, а также О, N, С), элементы II класса —β-стабилизаторами (V, Сг, Fe, Ni, Си, It, Nb, Mo, Sn и др.). Существует так же промежуточный α+ β сплав.

Титана сплавы с α-структурой отличаются повышенной жаропрочностью, высокой термической стабильностью, малой склонностью к хладноломкости, хорошей свариваемостью. Применяются для изготовления деталей, работающих при температурах до 400-450 °С; сплав Ti высокой чистоты (5% А1 и 2,5% Sn)-один из лучших материалов для работы при криогенных температурах. К этим сплавам относят чистый титан и сплавы титана с алюминием.

Титана сплавы (α + β)-структуры легируют α-стабилизаторами(5-7%All), а это позволяет больше, чем в чистом титане, ввести β-стабилизаторов (Mn, V, Mo, Cr) и сохранить после охлаждения на воздухе α+ β структуру ; в отожженном состоянии они содержат 5-50% β-фазы. К титана сплавам с β -структурой относят сплав с содержанием 33% Мо, отличающийся высокой коррозионной стойкостью.

 Термической обработкой упрочняются (α+β) и β сплавы, а α - сплавы не упрочняются. 

Рекристаллизационный отжиг применяют для титана и α-сплавов для снятия наклепа после их холодной обработки давлением. Температура рекристаллизациоииого отжига 520- 850В° С в зависимости от химического состава сплава (легирующие элементы повышают температуру рекристаллизации) и вида полуфабриката (более низкая температура для листов, более высокая для прутков, поковок, штампованных деталей).

Отжиг с фазовой перекристаллизацией применяют для (α+β) - сплавов с целью снижения твердости, повышения пластичности, измельчения зерна, устранения структурной неоднородности. 

Титановые сплавы, содержащие β -стабилизатор, подвергают упрочнению термической обработкой - закалкой и старением. 

50) Подшипниковые сплавы (чугун, бронза, баббиты). Баббиты, маркировка, структура, применение.

Подшипниковыми сплавами называются сплавы, из которых изго­тавливают вкладыши подшипников.

Для этой цели применяют чугун, бронзу и легкоплавкие сплавы на основе свинца, олова, цинка или алюминия, так называемые баббиты.

Металл вкладыша должен обладать следующими свойствами:

1) коэффициент трения со стальной поверхностью должен быть небольшим;

2) обе трущиеся поверхности должны мало изнашиваться;

3) этот материал должен выдерживать достаточные удельные дав­ления.

Чугунные вкладыши изготавливают из серого перлитного чу­гуна самый дешевый материал для вкла­дышей; он может выдерживать значительные удельные давления, но из-за более высокого коэффициента трения (у пары сталь — чу­гун по сравнению с парой бронза—сталь или баббит—сталь) чу­гунные вкладыши не следует применять в быстроходных двигателях.

Бронзовые вкладыши изготавливают из оловянистой и свинцо­вистой бронз. Благодаря неоднородной структуре бронзы смазка хорошо удерживается на поверхности вкладыша. Бронзы обладают высокой прочностью. Сказанное позволяет применять бронзовые вкладыши для ответствен­ных подшипников, работающих в тяжелых условиях (большие удель­ные давления, большие числа оборотов).

При применений очень мягких легкоплавких подшипниковых сплавов обеспечивается меньший износ шейки вала. Баббиты, кроме того, имеют и минимальный коэффициент трения со сталью и хорошо удерживают смазку. Поэтому наряду с чугунными и бронзовыми вкладышами в машиностроении для вкладышей подшипников ши­роко применяют легкоплавкие сплавы на основе олова, свинца, а также цинка и алюминия.

Баббиты можно разделить на три группы:

1)относятся оловянкосурьмяные (Б83 и Б89). Цифры – содержание олова.

2)ко второй — свинцовооловяносурьмяные (Б6, Б16)

3) свинцовые баббиты, не содержащие олова.

Оловяносурьмистые баббиты являются наилучшими. Оловянная основа вязкая и пластичная и менее склонна к усталостному разрушению. На втором месте стоит оловяносвинцовосурьмянный баббит, в котором мягкая основа – свинец. Они значительно дешевле, а по качеству уступают не на много.

Термическая обработка лишь незначительно меняет механические свойства оловянистых баббитов, тогда как в свинцовистых баббитах отжиг заметно понижает твердость, вследствие уменьшения растворимости сурьмы и олова в свинце при понижении температуры.