Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по МРМ.doc
Скачиваний:
222
Добавлен:
11.11.2019
Размер:
2.12 Mб
Скачать

2.4.11. Производство компактного титана

2.4.11.1. Метод порошковой металлургии

В порошковой металлургии титана используют порошки, полученные измельчением титановой губки, восстановлением диоксида титана гидридом кальция, а также полученные электролитическим рафинированием отходов титана.

Небольшие заготовки из порошка титана или его гидрида прессуют в стальных пресс-формах под давлением 350 – 800 МПа. Крупные заготовки массой 50 – 100 кг и более прессуют гидростатическим прессованием.

Спекание проводят в вакууме при 1200 - 1400 оС. Для получения плотного металла необходима промежуточная ковка заготовки и повторное спекание. Крупные заготовки массой 50 - 60 кг спекают в вакуумных индукционных печах.

Механические свойства титана, полученного методом порошковой металлургии, не отличаются от свойств титана, выплавленного в дуговых печах.

2.4.11.2. Плавка титана.

Подавляющую часть титана получаемую в виде губки или порошка, превращают в компактные заготовки методом дуговой вакуумной плавки. В настоящее время методом плавки получают заготовки массой от 3 до 10т.

Расходуемые электроды большей частью прессуют вне печи на гидравлических прессах из измельченной титановой губки под давлением 0,2 – 0,4 МПа. Цилиндрические брикеты соединяют в электрод нужной длины контактной торцевой сваркой в процессе спекания, для чего через них пропускают электрический ток в камере дуговой печи.

Для повышения жаропрочности, улучшения механических свойств в титан вводят легирующие компоненты (Mn, Al, Cr, V, Mo, Fe, Ni). Целесообразно смешивать легирующую добавку с губкой, поступающей на прессование расходуемого электрода.

При дуговой плавке в расплавленном состоянии находится короткое время небольшое количество металла, поэтому трудно обеспечить однородность распределения легирующих добавок. Вследствие этого большей частью проводят повторную плавку, используя полученный слиток в качестве расходуемого электрода. Плавку ведут на постоянном токе с соблюдением полярности: электрод – катод, расплав – анод. Преимущество постоянного тока стабильность дуги. Плавка титана в электроннолучевых печах не получила развития из-за значительного испарения металла в высоком вакууме.

2.4.12. История открытия ванадия

В 1830 году шведский химик Зефстрем открыл в железной руде элемент, который назвал «ванадий» в честь имени древнескандинавской богини красоты Ванадис (в силу цветового многообразия соединений).

В 1867 году (через 37 лет после его открытия впервые был получен металлический ванадий путем восстановления VCl2 водородом английским химиком Роско. Чистота полученного металла была довольно низкой – 96 % и долгое время не удавалось получить более чистый металл. Лишь в 1927 году (через 97 лет после его открытия и 60 лет после его получения) удалось получить первые образцы ковкого ванадия путем восстановления V2O5 кальцием.

2.4.13. Физические и химические свойства ванадия

Физические свойства. Ванадий – элемент 5 группы четвертого периода периодической системы Д.И. Менделеева. Атомный номер – 23, атомная масса – 50,9, температура плавления – 1900 ± 25 оС, температура кипения – 3350 оС, плотность 6,1 г/см3. Порошкообразный ванадий – серого цвета, компактный – серо-стального. Чистый металл пластичен, с примесями – хрупок.

Химические свойства. Взаимодействие с кислородом - устойчив на воздухе, но выше ~ 300 °С начинает окисляться. При 600 – 700 оС окисление идет очень быстро с образованием легкоплавкого V2O5. С азотом, углеродом, углеродсодержащими газами, хлором, фтором, вромом и йодом взаимодействует при нагревании. Ванадий хорошо растворяет в себе водород. Взаимодействие с кислотами – взаимодействует с плавиковой, азотной кислотами, растворяется в царской водке (смесь азотной и соляной кислот), серной кислоте при повышенных температурах. С щелочными растворами не взаимодействует. Расплавы щелочей растворяют ванадий постепнно, образуя ванадаты.

Токсичность ванадия. Несмотря на то, что ванадий входит в число элементов, участвующих в биохимических процессах (некоторые животные, например асцидии, и растения, например лишайники, концентрируют ванадий), соединения ванадия ядовиты. При попадании в организм они могут поражать органы дыхания, пищеварения и кровообращения, нервную систему, вызывать аллергические заболевания. Предельно допустимая концентрация оксида ванадия в воздухе 0,1 мг/м3, в сточных водах 0,1 мг/л.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]