Титан и его сплавы
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
D0> TiNx(x=0,58-1,00). При взаимодействии титана с углеродом TiCx (x=0,49-1,00).
При нагревании Ti поглощает H2 .
.Сплавы на основе титана
Титан - твердый металл: он в 12 раз тверже алюминия, в 4 раза - железа и меди. Титан химически стоек. На поверхности титана легко образуется стойкая оксидная пленка TiO2, вследствие чего он обладает высокой сопротивляемостью коррозии в пресной и морской воде и в некоторых кислотах, устойчив против коррозии под напряжением. Во влажном воздухе, в морской воде и азотной кислоте он противостоит коррозии не хуже нержавеющей стали, а в соляной кислоте во много раз лучше ее. При температурах выше 500С титан и его сплавы легко окисляются и поглощают водород, который вызывает охрупчивание (водородная хрупкость).
Титан имеет две полиморфные модификации:
низкотемпературную модификацию a -Ti, устойчивую до 882С, (ГП - решетка а = 0,296 нм, с = 0,472 нм)
высокотемпературную b -Ti, устойчивую выше 882оС (ОЦК решетка а= 0,332 нм).
На механические свойства титана значительно влияют примеси кислорода, водорода, углерода и азота, которые образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: оксиды, гидриды, карбиды и нитриды, повышая его характеристики прочности при одновременном снижении пластичности. Поэтому содержание этих примесей в титане ограничено сотыми и даже тысячными долями процента. Опасность водородной хрупкости, особенно в напряженных сварных конструкциях ограничивает содержание водорода. В техническом титане оно находится в пределах 0,008 - 0,012%.
Титан обладает высокой прочностью и удельной прочностью и в условиях глубокого холода, сохраняя при этом достаточную пластичность.
t, оС+20-70-196s В, МПа600-700800...9001000...1200d, -3010-53-10
Сплавы на основе титана
Для получения сплавов титан легируют Al, Mo, V, Mn, Cr, Sn, Fe, Zr, Nb. Титан легируют для улучшения механических свойств, реже - для повышения коррозионной стойкости. Удельная прочность (sв/r) титановых сплавов выше, чем легированных сталей.
Все легирующие элементы по влиянию на полиморфизм титана подразделяются на три группы:
. a -стабилизаторы - элементы, повышающие Тпп титана (Рис. 5.13 а). Из металлов к числу a -стабилизаторов относятся Al, Ga, In, из неметаллов - C, N, O.
. b -стабилизаторы -элементы, понижающие Тпп титана. Их можно разбить на три подгруппы. В сплавах титана с элементами 1 подгруппы при достаточно низкой температуре происходит эвтектоидный распад b -фазы b a +g (Рис. 5.13 б); к их числу относятся Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, называемые эвтектоидообразующими b -стабилизаторами.
а
бвРисунок 5.13. "ияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана
В сплавах титана с элементами 2 подгруппы b -раствор сохраняется до комнатной температуры. К числу этих элементов принадлежат V, Mo, Nb, Ta. Поскольку они образуют непрерывные твердые растворы с b -титаном, их назвали изоморфными b - стабилизаторами.
В сплавах 3 подгруппы равновесная b - фаза также стабилизируется при комнатной температуре, но непрерывных твердых b - растворов не образуется. К элементам этой подгруппы относятся Re, Ru, родий Rh, осмий, иридий, которые в области, богатой титаном, дают с ним такую же диаграмму состояния, как и изоморфные b -стабилизаторы (см. Рис. 3). Их можно назвать квазиизоморфными b - стабилизаторами.
. Третья группа представлена легирующими элементами, мало влияющими на Тпп титана. Это олово, цирконий, германий, гафний и торий, которые называют нейтральными упрочнителями.
Почти все промышленные титановые сплавы содержат алюминий.
титан сплав полиморфный
7.Классификация титана и его сплавов
Технический титан и его сплавы получают из титановой губки. Титановая губка - это пористое серое вещество с насыпной массой 1,5-2,0 г/см3 и очень высокой вязкостью.
В зависимости от содержания примесей технический титан подразделяют на несколько сортов: ВТ1-00 (99,53% Ti), ВТ1-0 (99,48 % Ti) и ВТ1-1 (99,44 % Ti).
Принятая в настоящее время классификация титановых сплавов основана на структуре, которая формируется при отжиге по промышленным режимам. Она включает:
. a -сплавы, структура которых представлена a -фазой.
. Псевдо- a -сплавы, структура которых представлена a - фазой и небольшим количеством b -фазы (не более 5%) или интерметаллидов.
. (a +b ) -сплавы, структура которых представлена a - и b -фазами; сплавы этого типа также могут содержать интерметаллиды.
. Псевдо-b -сплавы со структурой в отожженном состоянии, представленной a -фазой и большим количеством b -фазы; в этих сплавах закалкой или нормализацией из b -области можно легко получить однофазную b -структуру.
. b -сплавы, структура которых представлена термически стабильной b -фазой.
. Сплавы на основе интерметаллидов.
Общая характеристика титановых сплавов
Практически все титановые сплавы, за редким исключением, легируют алюминием, который имеет следующие преимущества перед остальными легирующими компонентами:
а) широко доступен и сравнительно