Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Титан и его сплавы




Титан — полиморфный металл серебристо-белого цвета, плотностью

γ= 4,5 г/см3, Тпл = 1665 °С. При температуре 882,5 °С α-фаза с ГПУ решеткой перестраивается в β-фазу с ОЦК решеткой.

Свойства титана очень сильно зависят от содержания примесей. Чистый титан пластичен (δ= 40...70%), мало прочен (σв = 230...250 МПа). Технически чистый титан ВТ-1(≤0,8% примесей) имеет σв= 300...550 МПа, δ= 20...30%.

При нормальной температуре титан отличается высокой коррозионной и химической стойкостью, что объясняется образованием на его поверхности в атмосферных условиях прочной и плотной окисной пленки.

При нагреве до температуры выше 500 °С титан становится очень активным элементом: растворяет все соприкасающиеся с ним вещества или образует с ними химические соединения.

К основным недостаткам титана следует отнести плохую обрабатываемость резанием, низкие антифрикционные свойства.

Сплавы титана обладают высокой коррозионной стойкостью и высокой удельной прочностью (σв/γ > 25...40 — выше, чем у высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов). При прочности σв= 800... 1500 МПа титановые сплавы имеют хорошую пластичность (δ= 12...25%).

Широкое применение их в авиастроении и ракетной технике позволяет экономить до 40% металла по массе детали.

Благодаря хорошей коррозионной стойкости титановые сплавы широко используют в химической промышленности для изготовления трубопроводов, насосов, реакторов, работающих в агрессивных средах. Так, скорость коррозии теплообменников из титановых сплавов, работающих на азотной кислоте, в 60 раз меньше, чем теплообменников из нержавеющей стали.

Титан и его сплавы (с алюминием, марганцем, молибденом, хромом и др.) хорошо обрабатываются давлением, легко свариваются, обладают высокими литейными свойствами, устойчивы против кавитационной коррозии и др.

Структура титановых сплавов определяется характером взаимодействия титана с легирующими элементами (рис. 24).

Примеси, повышающие температуру α →β-перехода (азот, водород, кислород, углерод, алюминий и др.), называются α-стабилизаторами. Они образуют с титаном однофазный α-твердый раствор. Из α-стабилизаторов практическое значение имеет только алюминий, так как твердые растворы внедрения углерода, азота, кислорода в титане очень хрупкие. Введение 2...7% А1 делает титановые сплавы более прочными, жаропрочными, устойчивыми к «водородной болезни», если содержание водорода не более 0,02...0,05%.

Однофазные сплавы (ВТ5, ВТ5-1) имеют высокие механические свойства при криогенных температурах, высокую жаропрочность (до 400...500 °С), отличаются термической стабильностью, высокой коррозионной стойкостью, хорошо свариваются и удовлетворительно обрабатываются резанием.

Среди недостатков следует в первую очередь назвать низкую технологическую пластичность и отсутствие упрочнения термообработкой. Добавление олова (например, сплав ВТ5-1) позволяет повысить технологическую пластичность, жаростойкость и сопротивление ползучести при той же себестоимости сплава.

Введение марганца и уменьшение содержания алюминия также повышают пластичность сплавов, в их структуре появляется 1...5% β-фазы. Такие сплавы (например, марок ВТ-4, ОТ4 и др.) хорошо обрабатываются давлением.

Однофазные β-сплавы образуются при добавлении к титану β-стабилизаторов (тантала, молибдена, хрома, железа, марганца и др.), понижающих температуру α→β-перехода. Устойчивая β-фаза получается при добавлении к титану дорогих, дефицитных металлов (ванадий, тантал, ниобий), что удорожает сплавы и понижает их удельную прочность. Поэтому β-сплзвы не нашли промышленного применения, а используются псевдо-β-сплавы (например, ВТ15), имеющие в структуре наибольшее количество β-фазы. Эти сплавы (термически упрочняемые) в метастабильном состоянии хорошо обрабатываются давлением, удовлетворительно резанием, имеют высокую удельную прочность. К недостаткам их относятся низкая термическая стабильность и хрупкость сварных соединений.

Двухфазные (α + β)-сплавы (ВТЗ-1, ВТ6, ВТ-14 и др.), упрочняемые термообработкой, обладают хорошим сочетанием технологических и механических свойств. Они содержат алюминий, сильно упрочняющий α-фазу и повышающий термическую стабильность β-фазы, ванадий, молибден и хром.

Двухфазные сплавы лучше, чем однофазные, обрабатываются давлением, но хуже свариваются (после сварки нуждаются в отжиге), удовлетворительно обрабатываются резанием.

Литейные сплавы (ВТ5Л, ВТЗ-1 Л, ВТ21Л и др.) обладают хорошей жидкотекучестью и плотностью отливок. Малая линейная усадка (около 1%) при сравнительно большой объемной (3%) и малая склонность к образованию горячих трещин позволяют получать качественные отливки сложной фасонной формы. Но эти сплавы активно поглощают газы и взаимодействуют со всеми формовочными материалами, поэтому их плавка и разливка ведутся в защитной атмосфере или в вакууме. Литьем в чугунные и стальные формы получают отливки массой до 300...500 кг, в оболочковые — более мелкие детали.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 333. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.017 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7