Метал титан. Титанові сплави. Сплави титану. Титан і його сплави. Застосування титанових сплавів.

1. Вплив легуючих елементів на поліморфізм титану

Наши партнеры ArtmMisto

Титан - сріблясто-білий легкий метал з щільністю 4,5 г / см3. Температура плавлення титану залежить від ступеня чистоти і знаходиться в межах 1660 ... 1680oС. Чистий іодідний титан, в якому сума домішок становлять 0,05 ... 0,1%, має модуль пружності 112 000 МПа, межа міцності близько 300 МПа, відносне подовження 65%. Наявність домішок сильно впливає на властивості. Для технічного титану ВТ1, з сумарним вмістом домішок 0,8%, межа міцності становить 650 МПа, а відносне подовження - 20%.

При температурі 882oС титан зазнає полиморфное перетворення , Α-титан з гексагональної гратами переходить в β - титан з об'ємно-центрованої кубічної гратами. Наявність поліморфізму у титану створює передумови для поліпшення властивостей титанових сплавів за допомогою термічної обробки .

Титан має низьку теплопровідність. При нормальній температурі має високу корозійну стійкість в атмосфері, у воді, в органічних і неорганічних кислотах (не стійкий в плавиковою, міцних сірчаної та азотної кислоти), завдяки тому, що на повітрі швидко покривається захисною плівкою щільних оксидів. При нагріванні вище 500oС стає дуже активним елементом. Він або розчиняє майже всі дотичні і ним речовини, або утворює з ними хімічні сполуки.

Титанові сплави мають ряд переваг в порівнянні з іншими:

• поєднання високої міцності (ΣЕ = 800..1000 МПа) з хорошою пластичністю (Δ = 12..25%);
• мала щільність, що забезпечує високу питому міцність;
• хороша жаропрочность , До 600 ... 700oС;
• висока корозійна стійкість в агресивних середовищах.

В результаті легування титанових сплавів можна отримати потрібний комплекс властивостей. легуючі елементи , Що входять до складу промислових титанових сплавів, утворюють з титаном тверді розчини заміщення і змінюють температуру аллотропического перетворення.

Вплив легуючих елементів на поліморфізм титану

Елементи, що підвищують температуру перетворення, сприяють стабілізації α-твердого розчину і називаються α-стабілізаторами, це - алюміній , Кисень, азот, вуглець.

Елементи, що знижують температуру перетворення, сприяють стабілізації β-твердого розчину і називаються β-стабілізаторами, це - молібден, ванадій, хром, залізо.

Крім α- і β-стабілізаторів розрізняють нейтральні упрочнители: олово, цирконій, гафній.

Відповідно до впливом легуючих елементів титанові сплави при нормальній температурі можуть мати структуру α або α + β.

Сплави на основі титану можна піддавати всім видам термічної обробки , хіміко-термічної і термомеханічної обробці. Зміцнення титанових сплавів досягається легуванням, наклепом, термічною обробкою.

Часто титанові сплави легують алюмінієм , Він збільшує міцність і жароміцність, зменшує шкідливий вплив водню, збільшує термічну стабільність. Для підвищення зносостійкості титанових сплавів їх піддають цементації або азотуванню .

Основним недоліком титанових сплавів є погана оброблюваність ріжучим інструментом.

За способом виробництва деталей розрізняються деформуються (ВТ 9, ВТ 18) і ливарні (ВТ 21л, ВТ 31л) сплави.

Застосування титанових сплавів:

• авіація і ракетобудування (корпуси двигунів, балони для газів, сопла, диски, деталі кріплення);
• хімічна промисловість (компресори, клапани, вентилі для агресивних рідин);
• обладнання для обробки ядерного палива;
• морське і річкове суднобудування (гребні гвинти, обшивка морських суден, підводних човнів);
• кріогенна техніка (висока ударна в'язкість зберігається до -253oС).