Титан и его сплавы материаловедение

Титан и его сплавы

Важнейшее преимущество титана и титановых сплавов перед другими конструкционными материалами – это высокая удельная прочность и жаропрочность в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью, практическое отсутствие хладноломкости наряду с высокой удельной прочностью. Кроме того, титан и его сплавы, несмотря на плохую обрабатываемость резанием, хорошо свариваются, обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии, термически упрочняются, что имеет важное значение для их применения в ряде отраслей техники. Это относится в первую очередь к авиа-, ракето- и судостроению, химическому, пищевому и транспортному машиностроению.

Титан – металл серебристо-белого цвета с плотностью ρ = 4,505 г/см 3 и температурой плавления 1672 °С. Титан может находиться в двух полиморфических модификациях: Tiα до 882 ºС с гексагональной плотноупакованной решеткой и высокотемпературной Tiβ выше этой температуры с объёмноцентрированной кубической решеткой до температуры плавления. Имеет высокие механические свойства σВ = 300 МПа, δ = 40 %, не имеет температурного порога хладноломкости, парамагнитен. Титан легкий, прочный, тугоплавкий, коррозионностойкий за счет возникновения оксидной пленки TiO2.

Механические свойства титана определяются составом: чем в нем меньше примесей, тем ниже прочность и выше пластичность (рис. 15.1). Характерная особенность титана – необычайно высокая чувствительность к примесям атмосферных газов: кислороду, азоту, водороду и углероду, которые образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: оксиды, нитриды, гидриды, карбиды, повышая его характеристики прочности и снижая пластичность.

Рис. 15.1. Влияние примеси кислорода на механические свойства титана

Кроме того, ухудшается обработка давлением, свариваемость и коррозионная стойкость. Поэтому содержание этих примесей ограничивается сотыми и тысячными долями процента.

Полиморфизм титана, хорошая сплавляемость с другими металлами дает широкие возможности получения сплавов на основе титана с самыми разными механическими свойствами благодаря легированию, термической обработке, деформационному упрочнению.

Элементы, легирующие титан, подразделяются на:

· повышающие температуру полиморфного превращения и расширяющие область существования α-модификации: Al, Ga, La, C, O, N;

· понижающие температуру полиморфного превращения и расширяющие область существования β-модификации: Mo, V, Nb, Ta, Hf, W, Cr, Mn, Fe, Co и другие.

Алюминий является основным легирующим элементом для титана и содержится почти во всех промышленных сплавах. Он повышает удельную прочность сплава, жаропрочность, модуль упругости, уменьшает склонность к водородной хрупкости. Из-за уменьшения технологической пластичности содержание Al ограничивается 7 %.

Для повышения рабочих характеристик жаропрочных сплавов с высоким содержанием алюминия главным образом используют добавки ванадия, молибдена и вольфрама.

Цирконий повышает термическую стабильность, увеличивает предел ползучести, прочность при низких и средних температурах, уменьшает склонность к хладноломкости и улучшает свариваемость.

Рис. 15.2. Твердость сплавов титана с различным содержанием хрома после отжига
при температуре 600 ºС (1) и охлаждения из β-области с различными скоростями:
резкая закалка в растворе щелочи (2), закалка в воде (3), охлаждение на воздухе (4)

Хром считается одной из наиболее перспективных легирующих добавок к титану наряду с молибденом. Сплавы титана с хромом отличаются превосходным сочетанием прочности и пластичности (рис. 15.2).

Ниобий повышает стабильность поверхности, увеличивает жаростойкость при высоких температурах.

В связи с определенным характером действия на титан различных легирующих элементов промышленные сплавы по типу структуры могут быть подразделены на три группы: титановые сплавы на основе
Tiα, сплавы на основе Tiβ и двухфазные (α+β)-титановые сплавы.

Промышленные титановые сплавы с (α+β)-структурой целесообразно подразделить на три группы: псевдо-α-сплавы с небольшим количеством β-фазы (Tiβ) со свойствами, близкими к α-сплавам (Tiα), типичные (α+β)-сплавы и псевдо-β-сплавы. Псевдо-β-сплавы представляют собой сплавы на основе Tiβ. В отожженном состоянии их физико-механические и технологические свойства типичны для β-сплавов, однако β-фаза у этих сплавов термически нестабильна.

По уровню характеристик прочности титановые сплавы классифицируют на высокопластичные и малопрочные, среднепрочные и высокопрочные, жаропрочные, коррозионностойкие.

По способности упрочняться с помощью термической обработки – на упрочняемые и не упрочняемые. По технологии производства – на деформируемые и литейные.

Деформируемые титановые сплавы с α-структурой характеризуются невысокой прочностью и не упрочняются при термической обработке. Они хорошо свариваются и имеют высокие механические свойства при криогенных температурах (ВТ5–1, ОТ4–0, ОТ4, ВТ20, ВТ18, ВТ–6, ВТ14, ВТ3–1, ВТ25 и др.).

Двухфазные (α+β)-сплавы характеризуются хорошим сочетанием механических и технологических свойств. По структуре после закалки в них образуется структура мартенситного типа. Увеличение количества β-фазы в сплавах переходного класса до 50 % обеспечивает им самую высокую прочность как в отожженном, так и в закалённом состояниях.

Однофазные β-сплавы имеют наиболее высокую коррозионную стойкость. Сплавы с β-структурой реже применяются в промышленности и их легируют ванадием, молибденом и ниобием.

Литейные титановые сплавы (ВТЛ1, ВТ14Л, ВТ5Л и др.) имеют небольшой температурный интервал кристаллизации, высокую жидкотекучесть и хорошую плотность отливки. Титановые сплавы этой категории склонны к поглощению газов, поэтому разливку надо проводить в вакууме или в среде нейтральных газов. Для получения отливок используют чугунные или стальные формы, а также оболочковые и керамические формы.

Для фасонного литья применяют сплавы, близкие по химическому составу некоторым деформируемым сплавам (ВТ5Л, ВТ14Л), а также специальные литейные сплавы.

Деление конструкционных титановых сплавов по типу структуры и характеристик прочности, их химический состав приведены в таблице15.1.

Классификация промышленных титановых сплавов
и их механические свойства

ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ

Титан – металл IV группы периодической системы Д. И. Менделеева с атомным номером 22, атомной массой 47,3, относящийся к переходным элементам. Титан обладает небольшим удельным весом порядка 4500 кг/м 3 и довольно высокой температурой плавления,

1700 о С. Модуль упругости у титана низкий – 112 ГПа, почти в два раза меньше, чем у железа и никеля. Коэффициент теплопроводности составляет 18,85 Вт/(м·К), почти в 13 раз ниже, чем у алюминия и в 4 раза ниже, чем у железа. Низкий коэффициент линейного термического расширения – 8,15 10 6 К -1 , составляет 50 % от коэффициента расширения аустенитной нержавеющей стали. Титан обладает большим удельным электросопротивлением, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 0,0042 до 0,008 Ом м. Титан – металл парамагнитный.

Титан – твердый металл, он в 12 раз тверже алюминия, в 4 раза – железа и меди. Титан химически стоек. 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. Титан по распространенности в земной коре занимает среди конструкционных металлов четвертое место, уступая лишь алюминию, железу и магнию.

Удельная прочность высокопрочных титановых сплавов выше, чем у максимально прочных сталей. Сплавы титана удовлетворительно обрабатываются, прокатываются и штампуются при обычных температурах, хорошо свариваются.

К недостаткам титана относятся высокая стоимость производства, низкий модуль упругости, активное взаимодействие при высоких температурах со всеми атмосферными газами, склонность титана к водородной хрупкости.

Технология плавки титановых сплавов – вакуумно-дуговой переплав.

Титан имеет две полиморфные модификации: низкотемпературную модификацию a–Ti, устойчивую до 882С, (ГП – решетка с периодами а = 0,296 нм, с = 0,472 нм) и высокотемпературную b–Ti, устойчивую выше 882 о С (ОЦК решетка с периодом а = 0,332 нм).

Технический титан маркируют в зависимости от содержания примесей BT1–0 (сумма примесей о С

Взаимодействие титана с легирующими элементами. Принято характеризовать элементы, легирующие титан, по их влиянию на температуру полиморфного превращения. Элементы, повышающие эту температуру, и расширяющие область существования a–модификации, относятся к группе a–стабилизаторов. В эту группу входят: Аl, Ga, Се, La, С, О, N (рис. 14 а, б).

Рис. 14. Взаимодействие титана с легирующими элементами.

Элементы, понижающие температуру полиморфного превращения и расширяющие область существования b–модификации, относятся к группе b–стабилизаторов. В эту группу входят: Мо, V, Nb, Та, Zr, Hf, W, Cr, Mn, Fe, Со, Si, Ag и др.

Все b–стабилизирующие элементы можно разделить на три подгруппы:

1 – элементы, образующие непрерывный ряд твердых растворов с a– и b–модификациями титана. К таким элементам относят аналоги титана – Zr и Hf. Они мало снижают температуру b ® a превращения и являются «нейтральными» упрочнителями. При большом содержании этих элементов в сплаве (40 – 50 %) температура полиморфного превращения снижается весьма существенно (до 550 °С) (рис. 14 в).

2 – элементы, изоморфные b–модификации титана, образующие с ней непрерывный ряд твердых растворов и ограниченно растворяющиеся в a–модификации: Та, Nb, V, Мо (рис. 14 г). При их достаточно высокой концентрации b–структура сохраняется до комнатных температур.

3 – элементы, ограниченно растворимые как в b–, так и в a–модификациях титана и при содержании сверх предела растворимости, образующие с титаном интерметаллидные соединения. При охлаждении из b–области распад b–твердого раствора на a–твердый раствор и интерметаллид происходит по эвтектоидной реакции, в связи с чем элементы такого типа получили название эвтектоидно-образующих. К ним относятся: Сr, Мп, Fe, Ni, Co, Si, Сu, W, Re (рис. 14 д).

Классификация титановых сплавов. Сплавы титана делятся на три группы в зависимости от стабильности структуры при нормальной температуре: a–сплавы, (a + b)–сплавы (двухфазные сплавы) и b–сплавы.

Основные легирующие элементы:

Аl – повышает удельную прочность сплава, жаропрочность, модуль упругости, уменьшает склонность к водородной хрупкости. Содержание алюминия в титановых сплавах ограничено до 7,0 % из-за уменьшения технологической пластичности.

Sn и Zr – нейтральные упрочнители, повышающие термическую стабильность, увеличивающие предел ползучести, прочность при низких и средних температурах, понижающие склонность к хладноломкости и улучшающие свариваемость.

W и Мо – введение их наряду с алюминием создает возможность создания жаропрочных титановых сплавов с высокими рабочими характеристиками.

Nb – повышает стабильность поверхности, увеличивая жаростойкость при высоких температурах.

Si – повышает сопротивление ползучести, ограничивая подвижность дислокаций, и увеличивает прочность при всех температурах.

С, Si, О, N, Н и Fe считаются вредными примесями в титановых сплавах.

В последнее время все большее распространение получили сплавы на основе a-титана, содержащие небольшое количество b–фазы и сохраняющие все основные характеристики чистых a–сплавов. Небольшое количество b–фазы улучшает механические и технологические свойства сплавов, которые целесообразно отнести к псевдо a–сплавам.

Кроме того, появились сплавы на основе b–титана, эффективно упрочняемые закалкой и старением, благодаря небольшому содержанию в них a–фазы, играющей роль упрочнителя. Их принято называть псевдо b–сплавами.

Наконец, a–сплавы можно подразделить на чистые a–сплавы и a–сплавы с интерметаллидной фазой (Ti3AI), сплавы (a + a2).

Сплавы с чисто aструктурой, имеющие структуру однофазного твердого раствора, не упрочняются термической обработкой. Повышение их прочности достигается легированием твердого раствора «нейтральными» упрочнителями или холодной пластической деформацией. Прочность a-сплавов относительно невысока. Сплавы хорошо свариваются и имеют высокую термическую стабильность.

Читать еще:  Шлифовальный станок с ЧПУ по металлу

В двухфазных сплавах (a + b) применяют упрочняющую обработку, состоящую из закалки и старения. Структура сплавов фиксируется закалкой. При последующем старении прочность их дополнительно повышается за счет частичного распада b–фазы и выделения b–стабилизаторов из a–фазы. Эти сплавы свариваются гораздо хуже, чем a–сплавы и требуют дополнительной термической обработки после сварки.

К однофазным bтитановым сплавам относятся сплавы с повышенным содержанием b–стабилизаторов, в количестве равном или большем критической концентрации. Мартенситное превращение в b–сплавах отсутствует, а роль скорости охлаждения сводится к подавлению процессов диффузионного распада b–фазы. Они сохраняют после закалки достаточно высокую пластичность и упрочняются при последующем старении вследствие частичного распада b–твердого раствора. Эти сплавы удовлетворительно свариваются аргонно-дуговой сваркой.

Промышленные титановые сплавы. В настоящее время серийно применяют довольно большое число титановых сплавов. Титановые сплавы по технологии производства подразделяют на деформируемые, литейные и порошковые. По характеристикам основных механических свойств – на сплавы обычной прочности, высокой прочности, жаропрочные, высокопластичные и высококоррозионностойкие. По способности упрочняться с помощью термической обработки – на упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой. По структуре в отожженном состоянии – на a–сплавы, b–сплавы, псевдо a–, псевдо b– и (a + b)–титановые сплавы.

Виды выпускаемых промышленностью полуфабрикатов титановых сплавов – это прутки, поковки, штамповки, профили, плиты, трубы, листы, проволока, литье.

Из известных отечественных сплавов титана к числу a-сплавов относят ВТ5 (4,3 – 6,2 % Аl); к псевдо a–сплавам – ОТ4 (0,5 – 5 % Аl; 0,8 – 2,0 % Мn); к (a + b)–сплавы ВТ9 (5,8 – 7,0 % Аl; 0,8 – 2,5 % Zr; 2,8 – 3,8 % Мо; 0,2 – 0,35 % Mn); ВТ14 (3,5 – 6,3 % Аl; 0,9 – 1,9 % V; 2,5 – 3,8 % Мо); к псевдо b–сплавам – сплав ВТ15 (2,3 – 3,5 % Аl; 6,5 – 7,5 % Mо; 0,5 – 1, 5% Cr).

В качестве примера свойств a– и псевдо a–сплавов ниже приводятся данные для сплава ВТ5 в отожженном состоянии: (sв = 750 – 950 МПа; s0,2 = 700 – 800 МПа, d = 10 – 14 %; y = 25 – 40 %; HB = 2290 – 3210 Мпа).

Свойства сплава ВТ9 с a + b структурой в отожженном состоянии: sв = 1050 – 1250 МПа, d = 12 %, y = 28 – 30 %; после закалки и старения прочность существенно выше: sв = 1200 МПа, d = 6 % и y = 20 %.

Для повышения жаростойкости титановые сплавы подвергают силицированию и другим видам диффузионной металлизации.

Титановые сплавы находят широкое применение в авиации, ракетной технике, судостроении, химической и других отраслях машиностроения. Их используют для обшивки сверхзвуковых самолетов, изготовления деталей реактивных авиационных двигателей (дисков и лопаток компрессора, деталей воздухозаборника), корпусов ракетных двигателей второй и третьей ступени, баллонов для сжатых и сжиженных газов, обшивки морских судов, подводных лодок, для криогенной техники.

Титановые сплавы: нюансы термообработки

Титан широко распространен на земле. После Al, Fe и Mg он занимает четвертое место из присутствующих металлов в земной коре и является девятым элементом по распространенности на Земле. Титановые сплавы (ТС) обладают уникальным спектром свойств, благодаря сочетанию высокой прочности и жесткости, ударной вязкости и аникоррозионности, что обеспечивает широкий спектр применения для работы в средах, как с низкими, так и высокими температурами, позволяя снизить вес аэрокосмических конструкций и узлов крупногабаритной техники.

Общая характеристика свойств титана и его сплавов

Атомный вес Ti составляет 47.88. Он является упруго жестким, около 115 ГПа модуля Юнга, прочным, легким, устойчивым к коррозионным процессам. Ti и титановые сплавы обладают пределом прочности на разрыв в диапазоне 210-1380 МПа, что приближается к пределу прочности, характерному для многих сложных сталей.

Он имеет чрезвычайно низкую плотность примерно 60.0% от плотности Fe. Его можно упрочнить путем легирования растворенным веществом. Ti немагнитен и обладает отличными теплообменными способностями. Одним из его важных свойств титановых сплавов — высокая Т плавления – 1725.0 C, то есть почти на 200 C больше, чем у стали, и на 1000 C – чем у Al.

Ti пассивирован, и, следовательно, его сплавы имеют высокую степень устойчивости к воздействию большинства минеральных кислот. Он нетоксичен и совместим с биологическими тканями и минералами. Превосходная коррозионная устойчивость и биосовместимость совместно с превосходной прочностью сделали их полезными для химической промышленности и биоматериалов. Ti не является хорошим проводником электротока. Если проводимость Cu принять за 100.0%, то у Ti будет только 3.1%, из этого следует, что он довольно хороший резистор.

Слиток титана

Классификация групп

Сплавы Ti подразделяют на следующие группы:

  1. Высокопрочные конструкционные — твердые растворы, с оптимальным соотношением прочностных характеристик и пластичности.
  2. Жаропрочные титановые сплавы — твердые растворы с необходимым количеством присадок, обеспечивающих стойкость в зонах с высокими температурами при незначительном снижении пластичности.
  3. ТС на базе химического соединения, способных конкурировать со сплавами Ni в определенном интервале температур.

Высокопрочные конструкционные ТС

Высокопрочные сплавы – ВТ-14, ВТ-22, ВТ-23, ВТ-15 (1000.0-1500.0 МПа).

ВТ-22 – свариваемый ТС с высокими прочностными характеристиками и прокаливаемостью. Он нашел широкое применение при изготовлении отечественных самолетов: Ил-76/ 86/ 96, Ан-72/ 74/124/224/148, Як-42, МиГ-29 и других. Из данного ТС изготовляются крупногабаритные детали для внутреннего силового набора, узлов шасси и сварных узлов, например, траверс и балок тележек основных шасси.

ВТ- 22И, полученный высокотехнологичным методом изотермического деформирования в условиях сверхпластичности, может обеспечить выпуск тонкостенных деталей сложной конфигурации и гарантирует надежную сварку титановых сплавов. Высокий и стабильный уровень механических свойств достигается однородной мелкозернистой структурой, что снижает трудоемкость мехобработки деталей на 35–40%.

Трубы из титанового сплава для теплообменников

Жаропрочные Ti-сплавы

Жаропрочные титановые сплавы – ВТ3 1, ВТ8-1,ВТ-9, ВТ8М-1, ВТ-18, ВТ-25 (1000.0-1500.0МПа).

ВТ8-1, ВТ8М-1 — эти марки титановых сплавов отличаются жаропрочностью, стойкостью от трещин и стабильностью при Т 400-550С. Они имеют низкую чувствительность к местным напряжениям и используются для авиационных двигателей, имеющих большой ресурс работы.

Отечественный сплав ВТ-25 с прочностным показателем до 1150.0 МПа, значительно превосходит зарубежные аналоги, обладает самыми высокими свойствами при Т до 550.0С.

ВТ-18 обладает самыми прочными свойствами при Т до 600.0С – лучший среди отечественных сплавов, используемых в промышленности.

Химические сплавы

Интерметаллические (химические) титановые сплавы основаны на так называемой интерметаллической фазе. Технический интерес представляют TiAl, Ti3Al, Al3Ti и Ti2AlNb. Свойства интерметаллидов находятся между керамикой и металлами.
TiAl – жаропрочные титановые сплавы, демонстрируют превосходные свойства, такие как жаропрочность, стойкость к окислению и ползучести, низкую плотность и высокую усталостную прочность. При этом TiAl демонстрирует низкую пластичность. Это необходимо учитывать при проектировании компонентов, и это является основным препятствием для широкого использования во многих приложениях.

ТС используется для выпуска поковки, заготовки, пластины и листы из TiAl. Также доступны сложные отливки, потому что он применяется для некоторых высокотемпературных компонентов практически чистой формы. TiAl представляет интерес для таких применений, как лопасти реактивного двигателя, колеса компрессора для турбонагнетателей, автомобильных клапанов и другие жаростойких компонентов. Для высокотемпературного применения, требующего небольшого веса, это хорошая альтернатива суперсплавам до 850 C.

Маркировка титановых сплавов

Существуют две кристаллографические формы титана, учитывающихся при маркировке:

  • Альфа-титан, в котором атомы расположены в кристаллической решетке;
  • бета-титан, в котором атомы расположены в кристаллической решетке с кубическим телом (BCC).

Чистый титан существует в форме альфа-фазы при температуре выше 883 C и в форме бета-фазы при температуре ниже 883 C.Температура аллотропического превращения альфа-титана в бета-титан называется температурой бета-трансуса.
Легирующие элементы в ТС могут стабилизировать либо альфа-фазу, либо бета-фазу сплава.

Алюминий (Al), галлий (Ga), азот (N), кислород (O) стабилизируют альфа-фазу.

Молибден (Mo), ванадий (V), вольфрам (W), тантал (Ta), кремний (Si) стабилизируют вета-фазу.

Титановые сплавы подразделяются на четыре группы по фазовому составу:

  1. Коммерчески чистые и низколегированные ТС. Он состоит из зерен-фазы и дисперсных сфероидных частиц бета-фазы. Небольшие количества железа, присутствующие в сплавах, стабилизируют бета-фазу и обладает относительно низкой механической прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.
  2. Титановые альфа сплавы состоят исключительно из альфа-фазы. Они содержат алюминий в качестве основного легирующего элемента, стабилизирующего альфа-фазу. Они имеют хорошую вязкость разрушения и сопротивление ползучести в сочетании с умеренной механической прочностью, которая сохраняется при повышенных температурах. Такие ТС легко свариваются, но их работоспособность в горячем состоянии оставляет желать лучшего.
  3. Титановые альфа-бета сплавы, содержат 4-6% стабилизаторов вета-фазы, поэтому они состоят из смеси обеих фаз. Сплавы альфа-вета подвергаются термообработке. Они имеют высокую механическую прочность и хорошую горячую форму. Сопротивление ползучести таких ТС ниже, чем у альфа-сплавов.
  4. Титановые бета-сплавы богаты вета-фазой. Они содержат значительное количество вета-фазных стабилизаторов, термически обрабатываемыедо очень высокой прочности и имеют хорошую форму в горячем состоянии. Пластичность и усталостная прочность этих ТС в условиях термообработки низкие.

Титановые сплавы обозначаются согласно их составам:

  • Ti-5Al-2.5Sn идентифицирует титановый сплав, содержащий 5% алюминия и 2,5% олова.
  • Ti-6Al-4V идентифицирует Ti-сплав, содержащий 6% алюминия и 4% ванадия.

Производство титана и его сплавов

Титан производится с использованием процесса Kroll. Основные стадии включают извлечение, очистку, производство губки, создание сплава, а также формование. В начале выплавки производитель получает титановые концентраты с рудников. Хотя рутил можно использовать в его естественной форме, ильменит обрабатывают для удаления железа, чтобы он содержал не менее 85% диоксида титана. Эти материалы помещаются в реактор с псевдоожиженным слоем вместе с газообразным хлором и углеродом. Материал нагревают до 900 C, и последующая химическая реакция приводит к образованию нечистого тетрахлорида титана (TiCl4) и оксида углерода. Далее различные нежелательные хлориды металлов, которые образуются, должны быть удалены.

Прореагировавший металл помещается в большие дистилляционные емкости и нагревается. На этом этапе примеси отделяются с помощью фракционной перегонки и осаждения. На этом этапе удаляются хлориды металлов, в том числе железо, ванадий, цирконий, кремний и магний.

Очищенный тетрахлорид титана переносится в виде жидкости в реакторную емкость из нержавеющей стали. Затем добавляют магний, и контейнер нагревают до температуры около 1100 C. Аргон закачивается в емкость для удаления воздуха и предотвращает загрязнение сплава кислородом или азотом. Магний реагирует с хлором с образованием жидкого хлорида магния. Это оставляет твердое титановое твердое вещество, так как температура плавления титана выше, чем в реакции.

Твердое титановое вещество удаляют из реактора путем бурения, а затем обрабатывают водой и соляной кислотой для удаления избытка магния. Полученное твердое вещество представляет собой пористый металл, называемый губкой. Чистая титановая губка может быть преобразована в пригодный для использования сплав с помощью дуговой печи с расходуемым электродом. В этот момент губка смешивается с различными добавками сплава. Точное соотношение материала губки к сплаву формулируется в лаборатории до производства. Затем эту массу прессуют в компакты и сваривают вместе, образуя губчатый электрод.

Читать еще:  Станок для оцилиндровки бревен своими руками

Губчатый электрод помещают в вакуумно-дуговую печь для плавления. В этом охлаждаемом водой медном контейнере электрическая дуга используется для плавления губчатого электрода с образованием слитка. Весь воздух в контейнере либо удаляется (образуя вакуум), либо атмосфера заполняется аргоном для предотвращения загрязнения.

После изготовления слитка его вынимают из печи и проверяют на наличие дефектов. Поверхность может быть кондиционирована по требованию заказчика. Затем слиток отправляется покупателю готовой продукции, где он может быть измельчен и изготовлен в различные продукты.

Производство титана

Область применения

Титановый сплав, который имеет высокую коррозионную стойкость, высокую удельную прочность и хорошую термостойкость, используется для различных частей космического корабля, включая наружную оболочку топливного бака и крылья. Сочетая легкий вес с высокой прочностью, титан помогает усилить планеры и повысить производительность реактивных двигателей. В случае космического челнока, титан используется для многих критических частей, включая наружные панели топливного бака и детали крыла.

В самолетах используется большое количество титанового сплава, потому что он легкий и чрезвычайно прочный при высоких температурах. ТС применяется для укрепления каркасной конструкции и способствует техническому прогрессу реактивных двигателей.

Титановые сплавы применение:

  • Установки для сжиженного природного газа;
  • установки опреснения морской воды;
  • нефтеперерабатывающие заводы;
  • атомные электростанции;
  • автоцистерны для химических реагентов, потому что ТС легок, устойчив к коррозии, и чрезвычайно сильный;
  • теплообменники, которые используются в экстремальных условиях высокой температуры и высокого давления;
  • биомедицинские приложения.

Огромными преимуществами титана являются его высокое отношение прочности к весу и антикоррозионность. В сочетании с нетоксичным состоянием и способностью эффективно противостоять коррозии от биологических жидкостей титан стал базовым металлом для имплантата в области медицины, со сроком службы более 20 лет.

Еще одним преимуществом Ti для применения в медицинской отрасли является его неферромагнитное свойство, позволяющее безопасно обследовать больных с применением МРТ и ЯМР.

Титановый протез сустава

Нюансы термообработки титановых сплавов

В настоящее время из-за растущего спроса на титан и его сплавы с улучшенными физическими и химическими свойствами многие исследователи проявляют большой интерес к улучшению процессов обработки под воздействием температуры для получения новых видов сплавов.

ТС подвергаются термообработке для достижения следующего:

  1. Снятие напряжения, чтобы уменьшить остаточные явления, возникающие в процессе изготовления.
  2. Отжиг для достижения оптимального сочетания пластичности, обрабатываемости, стабильности размеров и структурной устойчивости.
  3. Обработка раствора и старение, для увеличения прочности.

Комбинации процессов используются для оптимизации свойств и получения других преимуществ, таких как:

  • Вязкости разрушения;
  • предела выносливости;
  • высокой температуры ползучести;
  • стойкости к преимущественному химическому воздействию;
  • предотвращение искажения;
  • подготовки ковки для последующих операций формования и изготовления.

Термическая обработка титановых сплавов ее типы:

  1. Снятие напряжения. С ТС снимается стресс, без отрицательного влияния на прочность или пластичность. Процесс ковки происходит при температуре от 595 до 705 C в течение до двух часов с последующим воздушным охлаждением. Это уменьшает нежелательные остаточные напряжения, которые могут возникнуть в процессе ковки.
  2. Отжиг, который обычноприменяется для ковки заготовок, не является полным отжигом и может оставить следы холодной или теплой обработки. Дуплексный и триплексный отжиг используются для улучшения сопротивления ползучести и вязкости разрушения.
  3. Обработка раствора и старение. Этот процесс состоит из нагрева сплава до определенной температуры, закалки с контролируемой скоростью в масле, воздухе или воде и старении. Выдержка состоит из повторного нагревания до температуры от 425 до 650 C в течение примерно двух часов. Этот процесс развивает более сильные стороны, чем другие.

Таким образом, Ti -сплавы обладают огромным потенциалом для выбора дизайнером «материала будущего» из-за его уникального сочетания металлургических свойств, таких как высокое отношение прочности к весу в диапазоне температур от минус до 540 C. В этом отношении его базовые сплавы превосходят все обычные конструкционные материалы, что позволяет применять их в самых важных процессах.

Титановые сплавы

Титан — 22-й элемент 4-го периода IV группы Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Титан — металл серого цвета, существует в двух модификациях: a-Ti с ГП-решеткой (низкотемпературная модификация) и в-Ti с ОЦК-решеткой (высокотемпературная модификация). Полиморфное превращение а—>в происходит при температуре 882 °С.

Титан относится к переходным металлам, имеет температуру плавления 1668 °С. Среди металлов-основ промышленных сплавов титан по плотности (р = 4,5 т/м3) расположен между алюминием (2,7 т/м3) и железом (7,8 т/м3).

Механические свойства технически чистого титана характеризуются низкой прочностью и высокой пластичностью. В зависимости от типа заготовки (поковка, лист) титан имеет следующие свойства: ов = 450. 600 МПа; о0,2 = 380. 500 МПа; b = 20. 25 %; w = 50 %. Уровень прочности может быть существенно повышен (до 800. 850 МПа) в результате применения холодной пластической деформации. Технический титан маркируют буквами ВТ и цифрами 1, 0: ВТ 1-0, BT1-00.

К достоинствам титана и его сплавов относят такие технологические свойства, как хорошую деформируемость в горячем и холодном состояниях; удовлетворительную свариваемость (аргонодуговая и точечная сварка). Это предопределяет использование титановых сплавов в виде практически любых заготовок (листы, ленты, прутки, поковки и т.п.) и в сварных конструкциях.

Однако все положительные свойства титана могут проявляться только при отсутствии вредных примесей, главной из которых является водород. Водородная хрупкость — это резкое снижение ударной вязкости и увеличение склонности к замедленному разрушению при содержании водорода в титане и его сплавах больше критического. Следует иметь в виду, что повышение содержания водорода в сплавах («наводораживание») может происходить при литье, горячей обработке давлением, сварке, термической обработке, травлении и др., а также в процессе эксплуатации. Поскольку титан активно взаимодействует с газами, требуется проводить специальную защиту сплавов от такого взаимодействия при всех высокотемпературных технологических операциях.

Уникальность титановых сплавов заключается в комплексе нескольких основных для конструкционного материала свойств:

• высокая удельная прочность, превосходящая удельную прочность алюминиевых сплавов и сталей;

• высокая коррозионная стойкость (в 30-50 раз превосходит коррозионную стойкость стали) в окислительных средах, а также в морской воде;

• высокая прочность при удовлетворительной пластичности в широком интервале температур — при температурах окружающей среды (высокопрочные сплавы), повышенных (жаропрочные сплавы), отрицательных температурах вплоть до температуры жидкого гелия (хладостойкие и криогенные сплавы).

Применение титана как хладостойкого материала обусловлено тем, что у него отсутствует критическая температура хрупкости.

Титановые сплавы маркируют буквами и цифрами. Буквы условно обозначают организацию, в которой разработаны различные марки сплавов (ВТ, ОТ, AT, ПТ), цифры — порядковый номер сплава, например, ВТ6, ВТ14, ОТ4, АТ3 и т. п.

Титан и его сплавы применяют в различных отраслях техники: в авиа- и ракетостроении из титановых сплавов изготовляют корпуса, силовые детали обшивки, детали двигателей; в судостроительной промышленности — корпуса подводных лодок и морских судов, что исключает необходимость очищать поверхности подводных частей, так как титан обладает токсичными свойствами по отношению к микроорганизмам. В медицинской технике из титановых сплавов изготовляют протезы суставов и сердечные клапаны, которые полностью биологически совместимы с кровью и тканями человеческого организма.

Деформируемые титановые сплавы в качестве легирующих элементов содержат:

• алюминий, который расширяет низкотемпературную а-область на основе ГП-решетки во всех сплавах (рис. 17.3, а);

• молибден, ванадий, ниобий, кремний, хром, расширяющие высокотемпературную в-область на основе ОЦК-решетки (рис. 17.3, б);

• олово и цирконий, не влияющие на положение а- и в-фазовых областей (рис. 17.3, в).

В зависимости от фазового состава после отжига деформируемые титановые сплавы подразделяют на следующие основные классы:

• а-сплавы, состоящие из твердого раствора легирующих элементов в a-Ti (a-фаза);

• псевдо-а-сплавы, которые состоят из a-фазы и небольшого количества в-фазы (не более 5 %);

• (а + в)-сплавы, в которых содержание в-фазы составляет 10. 90 %.

Фазовый состав сплавов определяет технологические свойства сплавов: способность к упрочняющей термической обработке, деформируемость, свариваемость.

Однофазные a-сплавы, кроме алюминия, легируют оловом. Для них характерны следующие свойства:

• значительно упрочняются при холодной пластической деформации;

• не упрочняются при термообработке, поэтому относятся к сплавам средней прочности;

• склонны к водородной хрупкости.

Самым распространенным сплавом этого класса является сплав марки ВТ5-1 (система Ti — 5Аl — 2,5Sn), после отжига его предел прочности ов = 800. 1000 МПа.

Однофазные a-сплавы применяют и как жаропрочный материал до 450 °C (ВТ5-1), и как криогенный при температурах вплоть до температуры жидкого водорода (ВТ5-1).

Псевдо-а-сплавы, вследствие присутствия 1. 5 % в-фазы могут подвергаться упрочняющей термообработке. Деформируемые титановые сплавы отличаются высокой технологической пластичностью, хорошей свариваемостью всеми видами сварки. Однако подобно а-сплавам они склонны к водородной хрупкости.

Сплавы этого класса применяют как криогенный (АТ2, АТ2-1), как жаропрочный (ВТ 18) материал, как сплавы повышенной технологической пластичности (ОТ4, ОТ4-1 и др.).

Сплавы а+в отличаются наилучшим сочетанием механических и технологических свойств:

• хорошая деформируемость в горячем состоянии;

• упрочняемость при термической обработке;

• высокий уровень прочности;

• пониженная склонность к водородной хрупкости.

Возможность варьирования механических свойств в широких интервалах обусловливает применение сплавов этого класса в качестве материалов различного назначения: криогенные (ВТ6); высокопрочные (ВТ6, ВТ16, ВТ22); высокотехнологичные при обработке давлением (ВТ16, ВТ23); жаропрочные (ВТ3-1, ВТ8, ВТ9 и др.).

Наиболее распространенным сплавом данного класса является сплав марки ВТ6 (Ti — 6Аl — V): около 50 % титановых сплавов, используемых в авиационно-космической промышленности России и за рубежом, составляют сплавы — аналоги ВТ6. Из них получают трубы, прутки, поковки, плиты, листы, предназначенные для изготовления силовых деталей и конструкций в самолетостроении.

Литейные титановые сплавы обладают хорошими литейными свойствами: высокой жидкотекучестью, низкой склонностью к образованию горячих трещин, низкой пористостью отливок. К недостаткам этих сплавов относят высокую температуру плавления, повышенную склонность к поглощению газов, химическую активность при взаимодействии с материалом литейной формы. Поэтому плавку и разливку данных сплавов проводят в вакууме и в среде защитных газов.

Титан и его сплавы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2013 в 18:45, реферат

Краткое описание

Первооткрывателем титана считается 28-летний английский монах Уильям Грегор. В 1790 г., проводя минералогические изыскания в своем приходе, он обратил внимание на распространенность и необычные свойства черного песка в долине Менакэна на юго-западе Англии и принялся его исследовать. В песке священник обнаружил крупицы черного блестящего минерала, притягивающегося обыкновенным магнитом. Полученный в 1925 г. Ван Аркелем и де Буром иодидным методом чистейший титан оказался пластичным и технологичным металлом со многими ценными свойствами, которые привлекли к нему внимание широкого круга конструкторов и инженеров. В 1940 г. Кролль предложил магниетермический способ извлечения титана из руд, который является основным и в настоящее время. В 1947 г. были выпущены первые 45 кг технически чистого титана.

Содержание

1.Титан и его свойства…………………………………………………………3-6
2.Классификация сплавов титана………………………………….……………6
3.Фазовые превращения в титановых сплавах……………………………….7-9
4.Термическая обработка титановых сплавов…………………………………10
5. Деформируемые титановые сплавы
5.1Титановые сплавы невысокой прочности и повышенной пластичности. 11
5.2 Титановые сплавы средней прочности…………..……………………..11-12
5.3 Высокопрочные титановые сплавы………………………………..……12-13
6.Литейные титановые сплавы………………………………………………….14
7.Порошковые титановые сплавы…………………………………..………14-15
8.Области применения…………………………………………………………..15
9.Литература…………………………………………………………………..…16

Читать еще:  Технология окраски порошковыми красками металла
Прикрепленные файлы: 1 файл

материаловедение реферат.docx

Российский химико- технологический университет имени Д.И.Менделеева

Кафедра композиционных материалов и технологий защиты от коррозии.

Титан и его сплавы.

Выполнила студентка группы О-35

Еналова Татьяна Андреевна

Мазурова Диана Викторовна

2.Классификация сплавов титана………………………………….……………6

3.Фазовые превращения в титановых сплавах…………………………… ….7-9

4.Термическая обработка титановых сплавов………………………………… 10

5. Деформируемые титановые сплавы

5.1Титановые сплавы невысокой прочности и повышенной пластичности. 11

5.2 Титановые сплавы средней прочности…………..……………………..11-12

5.3 Высокопрочные титановые сплавы………………………………..……12-13

6.Литейные титановые сплавы…………………………………… …………….14

7.Порошковые титановые сплавы…………………………………. .………14-15

ТИТАН И ЕГО СВОЙСТВА.

Титан – легкий серебристо-белый металл.

Первооткрывателем титана считается 28-летний английский монах Уильям Грегор. В 1790 г., проводя минералогические изыскания в своем приходе, он обратил внимание на распространенность и необычные свойства черного песка в долине Менакэна на юго-западе Англии и принялся его исследовать. В песке священник обнаружил крупицы черного блестящего минерала, притягивающегося обыкновенным магнитом. Полученный в 1925 г. Ван Аркелем и де Буром иодидным методом чистейший титан оказался пластичным и технологичным металлом со многими ценными свойствами, которые привлекли к нему внимание широкого круга конструкторов и инженеров. В 1940 г. Кролль предложил магниетермический способ извлечения титана из руд, который является основным и в настоящее время. В 1947 г. были выпущены первые 45 кг технически чистого титана.

Титан широко распространен в земной коре, где его содержится около 6 %, а по распространенности он занимает четвертое место после алюминия, железа и магния. Однако промышленный способ его извлечения был разработан лишь в 40-х годах ХХ века. Благодаря прогрессу в области самолето- и ракетостроения производство титана и его сплавов интенсивно развивалось. Это объясняется сочетанием таких ценных свойств титана, как малая плотность, высокая удельная прочность (ϭ в/ρ × g), коррозионная стойкость, технологичность при обработке давлением и свариваемость, хладостойкость, немагнитность и ряд других ценных физико-механических характеристик, приведенных ниже.

Характеристики физико-механических свойств титана

Плотность ρ , — 4,5 × 10 3 кг/м 3

Температура плавления Тпл, — 1668± 4 ° С

Коэффициент линейного расширения a — 8,9 × 10 –6 град –1

Теплопроводность l — 16,76 Вт/(м × град)

Предел прочности при растяжении ϭ в, 300–450 МПа

Условный предел текучести ϭ 0,2 — 250–380 МПа

Удельная прочность (ϭ в/r × g) — 7–10 × 10 –3 км

Относительное удлинение δ — 25–30 %

Относительное сужение Y — 50–60 %

Модуль нормальной упругости Е´ — 110,25 * 10 3 , МПа

Модуль сдвига G´ — 41*10 3 , МПа

Коэффициент Пуассона m — 0,32

Твердость НВ -103

Ударная вязкость KCU- 120 Дж/см 2

Титан имеет две полиморфные модификации: α — титана с гексагональной плотноупакованной решеткой с периодами а = 0,296 нм, с = 0,472 нм и высокотемпературную модификацию β — титана с кубической объемно-центрированной решеткой с периодом а = 0,332 нм при 900 ° С. Температура полиморфного превращения составляет 882 ° С.

Механические свойства титана существенно зависят от содержания примесей в металле. Различают примеси внедрения — кислород, азот, углерод, водород и примеси замещения, к которым относятся железо и кремний. Хотя примеси повышают прочность, но одновременно резко снижают пластичность, причем наиболее сильное отрицательное действие оказывают примеси внедрения, особенно газы. При введении всего лишь 0,003 % Н, 0,02 % N или 0,7 % О титан полностью теряет способность к пластическому деформированию и хрупко разрушается.

Особенно вреден водород, вызывающий водородную хрупкость титановых сплавов. Водород попадает в металл при плавке и последующей обработке, в частности при травлении полуфабрикатов. Водород малорастворим в α — титане и образует пластинчатые частицы гидрида, снижающего ударную вязкость и особенно отрицательно проявляющегося в испытаниях на замедленное разрушение.

Промышленный способ производства титана состоит в обогащении и хлорировании титановой руды с последующим его восстановлением из четыреххлористого титана металлическим магнием (магнийтермический метод). Полученный этим методом титан губчатый (ГОСТ 17746–79)

Для получения монолитного титана губка размалывается в порошок, прессуется и спекается или переплавляется в дуговых печах в вакууме или атмосфере инертных газов.

Механические свойства титана характеризуются хорошим сочетанием прочности и пластичности. Например, технически чистый титан марки ВТ1-0 имеет: ϭ в = 375–540 МПа, ϭ 0,2 = 295–410 МПа, δ= 20 %, и по этим характеристикам не уступает ряду углеродистых и Cr—Ni коррозионностойких сталей.

Высокая пластичность титана по сравнению с другими металлами, имеющими ГПУ- решетку (Zn, Mg, Cd), объясняется большим количеством систем скольжения и двойникования благодаря малому соотношению с/а = 1,587. По-видимому, с этим связана высокая хладостойкость титана и его сплавов.

При повышении температуры до 250 ° С прочность титана снижается почти в 2 раза. Однако жаропрочные Ti-сплавы по удельной прочности в интервале температур 300–600 ° С не имеют себе равных; при температурах выше 600 ° С сплавы титана уступают сплавам на основе железа и никеля.

Титан имеет низкий модуль нормальной упругости (Е = 110,25 ГПа) — почти в 2 раза меньше, чем у железа и никеля, что затрудняет изготовление жестких конструкций.

Титан относится к числу химически активных металлов, однако он обладает высокой коррозионной стойкостью, так как на его поверхности образуется стойкая пассивная пленка TiO2, прочно связанная с основным металлом и исключающая его непосредственный контакт с коррозионной средой. Толщина этой пленки обычно достигает 5–6 нм. Благодаря оксидной пленке, титан и его сплавы не корродируют в атмосфере, в пресной и морской воде, устойчивы против кавитационной коррозии и коррозии под напряжением, а также в кислотах органического происхождения.

Производство изделий из титана и его сплавов имеет ряд технологических особенностей. Из-за высокой химической активности расплавленного титана его плавку, разливку и дуговую сварку производят в вакууме или в атмосфере инертных газов. При технологических и эксплуатационных нагревах, особенно выше 550–600 °С, необходимо принимать меры для защиты титана от окисления и газонасыщения (альфированный слой).

Титан хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии и удовлетворительно в холодном. Он легко прокатывается, куется, штампуется. Титан и его сплавы хорошо свариваются контактной и аргонодуговой сваркой, обеспечивая высокую прочность и пластичность сварного соединения. Недостатком титана является плохая обрабатываемость резанием из-за склонности к налипанию, низкой теплопроводности и плохих антифрикционных свойств.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

Структура промышленных сплавов титана – твердые растворы легирующих элементов в α и β модификациях титана.

В зависимости от их стабильной структуры (после отжига) при комнатной температуре делят на 3 группы:

2) (α+β)-сплавы (двухфазные);

По технологии производства:

По физико-химическим и механическим свойствам:

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ

На формирование структуры и, следовательно, свойств титановых сплавов решающее влияние оказывают фазовые превращения, связанные с полиморфизмом титана. Ниже представлены схемы диаграмм состояния «титан-легирующий элемент», отражающие подразделение легирующих элементов по характеру влияния на полиморфные превращения титана на 4 группы.

1) α — Стабилизаторы (Al, O, N), которые повышают температуру полиморфного α-β превращения и расширяют область твердых растворов на основе α-титана (а). Учитывая охрупчивающее действия азота и кислорода, практическое значение для легирования титана имеет только алюминий. Он является основным легирующим элементом во всех промышленных титановых сплавах, уменьшает их плотность и склонность к водородной хрупкости, а также повышает прочность и модуль упругости. Сплавы с устойчивой α-структурой термической обработкой не упрочняются.

2) Изоморфные β-стабилизаторы (Mo, V, Ni, Ta и др.), которые понижают температуру α-β-превращения и расширяют область твердых растворов на основе β -титана (б).

3)Эвтектоидообразующие β-стабилизаторы (Cr, Mn, Cu и др.) могут образовывать с титаном интерметаллиды типа TiХ. В этом случае при охлаждении β -фаза претерпевает эвтектоидное превращение β→ α + TiХ (в). Большинство β — стабилизаторов повышает прочность, жаропрочность и термическую стабильность титановых сплавов, несколько снижая их пластичность. Кроме того, сплавы с (α +β) и псевдо-β-структурой могут упрочняться термообработкой (закалка + старение).

4)Нейтральные элементы (Zr, Sn) не оказывают существенного влияния на температуру полиморфного превращения и не меняют фазового состава титановых сплавов (г).

Ниже приведена диаграмма, иллюстрирующая влияние легирующих элементов на прочность титановых сплавов.

Полиморфное β→ α — превращение может происходить двумя путями. При медленном охлаждении и высокой подвижности атомов оно происходит по обычному диффузионному механизму с образованием полиэдрической структуры твердого α — раствора. При быстром охлаждении — по бездиффузионному мартенситному механизму с образованием игольчатой мартенситной структуры, обозначаемой α’ или при большей степени легированности — α » . Кристаллическая структура α, α’ и α «практически однотипная (ГПУ), однако решетка α’ и α » более искажена, причем степень искаженности возрастает с увеличением концентрации легирующих элементов. Есть сведения, что решетка α «- фазы скорее ромбическая, чем гексагональная. При старении из фаз α’ и α «выделяется β — фаза или интерметаллидная фаза.

В отличие от мартенсита углеродистых сталей, являющегося раствором внедрения и характеризующегося высокой прочностью и хрупкостью, титановый мартенсит является раствором замещения, и закалка титановых сплавов на мартенсит α » приводит к небольшому упрочнению и не сопровождается резким снижением пластичности.

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ.

Для титановых сплавов применяют следующие виды термообработки: отжиг, закалка и старение, а также химико-термическая обработка (азотирование, силицирование, оксидирование и др.).

Отжиг проводится для всех титановых сплавов с целью завершения формирования структуры, выравнивания структурной и концентрационной неоднородности, а также механических свойств. Температура отжига должна быть выше температуры рекристаллизации, но ниже температуры перехода в β — состояние (Тпп) во избежание роста зерна. Применяют:

— Обычный (рекристаллизационный) отжиг холодно-деформируемых сплавов(650-850 °С).

— Изотермический отжиг: нагрев до 780-980°С с последующим охлаждением в печи до 530-680° С, выдержка при этой температуре и охлаждение на воздухе. Обеспечивает высокую пластичность и термическую стабильность (α+β) – сплавов.

— Двойной ступенчатый отжиг. Отличается от изотермического тем, что переход от 1 ступени ко 2 осуществляется охлаждением сплава на воздухе с последующим повторным нагревом до температуры 2 ступени. Приводит к упрочнению сплава и некоторому снижению пластичности за счет частичного протекания закалки и старения.

-Неполный отжиг при 500-680 °С (для снятия внутренних напряжений).

Закалка и старение (упрочняющая термообработка) применима к титановым сплавам с α-β-структурой. Принцип упрочняющей термообработки заключается в получении при закалке метастабильных фаз , α’, α «и последующем их распаде с выделением дисперсных частиц α — и β-фаз при искусственном старении. При этом эффект упрочнения зависит от типа, количества и состава метастабильных фаз, а также дисперсности образовавшихся после старения частиц α и β-фаз.

Химико-термическая обработка проводится для повышения твердости и износостойкости, стойкости к «схватыванию» при работе в условиях трения, усталостной прочности, а также улучшения коррозионной стойкости, жаростойкости и жаропрочности. Практическое применение имеют азотирование, силицирование и некоторые виды диффузионной металлизации.

Деформируемые титановые сплавы

Титановые сплавы невысокой прочности и повышенной пластичности

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector