2.8 Титан и его сплавы
Титан—металл серебристо-белого цвета с плотностью 4,5 г/см3 и температурой плавления 1668° С. Титан существует в двух аллотропических модификациях: - титан с ГП – решеткой и - титан с ОЦК - решеткой (выше 882 °С). Титан плохо выводит тепло и электричество. Титан – парамагнитный металл. Чистый титан обладает очень высокой пластичностью, низкой прочностью, отличной коррозионной стойкостью, в том числе и в морской воде. Физико-механические свойства титана очень чувствительны к содержанию примесей, особенно газов, водорода, кислорода, азота. Например, влияние водорода на механические свойства титана настолько велико, что даже ничтожное количество его при растворении делает металл хрупким (явление водородной хрупкости).
Титан химически активен и взаимодействует с такими элементами, как АI, Cr, Ni, Cu, V, Nb, Mo, Ta, W, Co, Mn, Fe и др. Перечисленные металлы являются важными легирующими элементами в титановых сплавах. Элементы, повышающие температуру полиморфного превращения и устойчивость - фазы, называется- стабилизаторами. Из перечисленных выше металлов к ним относятся только алюминий, а остальные называются в – стабилизаторами, так как повышают устойчивость- фазы.
Сплавы титана достаточно технологичны: удовлетворительно свариваются, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состояниях, имеют хорошие литейные свойства, способны упрочнятся при термической обработке и т.д. Титановые сплавы плохо обрабатываются резанием. Наиболее распространенная термическая обработка титановых сплавов – отжиг; реже применяется упрочняющая термическая обработка, которая состоит из закалки и последующего старения.
По структуре ( после охлаждения на воздухе) тита-новые сплавы подразделяются на три группы: первая группа — - сплавы, вторая — -сплавы, третья — -сплавы.
Сплавы первой группы ВТ5, ВТ5-1, ВТ18У, ВТ20 и другие в основном легируются алюминием, в некоторых из них содержится ванадий, молибден, олово, цирконий. Сплавы этого класса отличаются повышенной прочностью и жаропрочностью, высокой термической стабильностью, отсутствием хладноломкости, очень хорошей свариваемостью. Сплавы термически не упрочняются, их подвергают рекристаллизационному отжигу (650…8500 С). Механические свойства сплавов следующие: в = 850...1150 МПа, = 10...20%.
Сплавы второй группы ВТ6, ВТ3-1, ВТ8, ВТ14, ВТ16 и другие содержат алюминий, ванадий, молибден, хром, кремний. Они характеризуются более высокой прочностью, которую можно повысить за счет закалки и старения; меньшей склонностью к водородной хрупкости, чем -сплавы. Механические свойства сплавов в отожженном состоянии лежат в диапазонах: в = 800...1250 МПа, = 8...14%. Упрочняющей термической обработкой прочность () – сплавов можно увеличить на 10 – 30 %.
Сплавы третьей группы ВТ19, ВТ32, ВТ35 и другие наиболее пластичны, но наименее прочны в отожженном состоянии, однако после упрочняющей термообработки прочность их повышается на 40 – 50%.
Титановые сплавы применяются в химической промышленности, судостроении, машиностроении, авиации, ракетной технике, энергомашиностроении, в машинах и оборудовании легкой и пищевой промышленности. Они успешно используются в криогенной технике (аммиачные компрессоры, холодильные установки, центробежные насосы магистральных газопроводов для северных нефтедобывающих районов, емкости для хранения жидкого водорода, азота, гелия и т. д.).
- Глава 1. Научно-техническая революция (нтр)
- 1.1 Черты нтр
- 1.2 Составные части нтр
- 1.3 Научно-технический прогресс
- Глава 2.Легкие сплавы
- 2.1 Краткие сведения о производстве металлов и сплавов
- 2.2 Строение металлических кристаллов
- 2.3 Дефекты строения реальных кристаллов
- 2.4 Алюминий и его сплавы
- 2.5 Магний и его сплавы
- 2.6 Медь и ее сплавы
- 2.7 Ювелирные сплавы
- 2.8 Титан и его сплавы
- 3.Современные авиационные стали
- 3.1 Введение
- 3.2 Общая характеристика жаропрочных никелевых сплавов
- 3.3Характеристика сплава эп975ид
- 3.4 Выбор температурных интервалов горячей деформации жаропрочных никелевых сплавов
- 3.5 Способы получения штамповок дисков гтд из жаропрочных никелевых сплавов
- Глава5.Конструкционные композиционные материалы на металлической основе
- 5.1 Композиционные материалы
- 5.2 Слоистые композиционные материалы
- 5.3 Преимущества композиционных материалов
- 5.4 Недостатки композиционных материалов
- 5.5 Области применения
- 5.6 Характеристика
- 5.7 Технические характеристики
- 5.8 Технико-экономические преимущества
- 5.9 Области применения технологии
- Глава 6.Сверх конституционные материалы
- 6.1 Металлическое стекло
- 6.2 Сплавы с эффектом памяти
- 6.3 Углерод-углеродные материалы
- 5.3 Углеграфитовые материалы
- 5.4 Техническая керамика
- Глава 6. Композиционный материал на полимерной основе
- 6.1 Стеклопластики
- 6.2 Боропластики
- 6.3 Органопластики
- 6.4 Углепластики
- 6.5 Теплозащитные материалы
- Глава 7. Примеры эффективного применения новых материалов в технике.
- 7.1 Авиация и космонавтика
- Глава 8. Современные технологии получения металлических материалов
- 8.1 Производство чугуна
- 8.2 Производство стали
- 8.3 Производство алюминия
- 8.4 Производство магния
- 8.5 Производство меди
- 8.6 Производство титана
- Глава 9. Современные технологии литейного производства
- 9.1 Способы изготовления отливок
- 9.2 Литье в песчаные формы
- 9.3 Литье в кокиль
- 9.4 Литье под давлением
- 9.5 Литье по выплавляемым моделям
- 9.6 Литье по газифицируемым моделям
- 9.7 Центробежное литье
- 9.8 Литье в оболочковые формы
- 9.9 Непрерывное литье
- 9.10 Требования, предъявляемые к литейным сплавам
- 9.11 Производство отливок из цветных металлов
- 9.11 Производство отливок из чугуна
- 9.12 Контроль качества отливок
- 9.13 Способы исправления литейных дефектов
- 9.14 Непрерывные процессы в металлургии и машиностроении
- Глава 10. Современные технологии обработки металлов давлением
- 10.1 Прокатка
- 10.2 Определение и классификация процессов прокатки
- 10.3 Волочение
- 10.4 Прессование
- 10.5 Молоты
- Глава 11. Современные технологии порошковой металлургии
- 11.1 Получение металлических порошков
- 11.2 Формирование порошков
- 11.3 Спекание
- 11.4 Шликерное формирование
- 11.5 Газостат
- 11.6 Обзор методов контроля
- Глава 12.Современные технологии обработки резание
- 12.1 Основные виды станков
- 12.2 Параметры технологического процесса резания
- 12.3 Алмазное выглаживание
- 12.4 Смазочно-охлаждающая среда
- 12.5 Стойкость инструмента
- 12.6 Классификация металлорежущих станков
- 12.6 Точение
- Глава 13.Современные технологии сварки и пайки
- 13.1 Сварка металлов. Назначение и преимущества сварки
- 13.2 Газовая сварка ее преимущества и недостатки
- 13.3 Материалы, применяемые при газовой сварке
- 13.4 Аппаратура и оборудование для газовой сварки
- 13.6 Технология газовой сварки
- 13.7 Металлургические процессы при газовой сварке
- 13.8 Структурные изменения в металле при газовой сварке
- 13.9 Особенности и режимы сварки различных металлов