Основні властивості титану - Властивості та застосування титану та його сплавів

Титан широко поширений в земній корі, де його міститься близько 0,6%, а за поширеністю він займає четверте місце після алюмінію, заліза і магнію. Однак промисловий спосіб його добування був розроблений лише в 40-х роках XX століття. Завдяки прогресу в області літако - і ракетобудування виробництво титану і його сплавів інтенсивно розвивалося. Якщо в 1947 р в світі виробляли менше 3 т титану, то в кінці століття - близько 100 тис. Т. Зростання виробництва пояснюється поєднанням таких цінних властивостей титану, як мала щільність, висока питома міцність, корозійна стійкість, технологічність при обробці тиском і зварюваність, холодостійкість, висока стійкість проти сонячної радіації, немагнітність і ряд інших цінних фізико-механічних характеристик.

Титан - метал сріблясто-білого кольору, що має малу щільність (4,5 г / см3). Температура плавлення титану 1668 ± 4 залежно від ступеня його чистоти.

Механічні властивості титану істотно залежать від чистоти металу. Розрізняють домішки впровадження - кисень, азот, вуглець, водень і домішки заміщення, до яких відносяться залізо і кремній. Хоча домішки підвищують міцність, але одночасно вони різко знижують пластичність, причому найбільш сильний негативний вплив надають домішки впровадження, особливо гази. При введенні всього лише 0,03% Н, 0,2% N або 0,7% O титан повністю втрачає здатність до пластичного деформації і крихко руйнується.

Чистий титан з малим вмістом водню (менше 0,002%) не володіє хладноломкость при міцності ств = 1300 МПа і зберігає високу пластичність навіть при температурі рідкого гелію (8 = 15-20%).

За питомою міцності в інтервалі температур 300-600 ° С сплави титану не мають собі рівних; при температурі нижче 300 ° С вони поступаються алюмінієвих сплавів, а вище 600 ° С - сплавів на основі заліза і нікелю.

Титан має низький модуль нормальної пружності (Е = = 112 ГПа), майже в 2 рази менший, ніж у заліза і нікелю, що ускладнює виготовлення жорстких конструкцій. Для підвищення жорсткості доводиться збільшувати товщину деталей і їх масу.

Хоча титан відноситься до числа хімічно активних металів, він має високу корозійну стійкість, так як на його поверхні утворюється стійка пасивна плівка, міцно пов'язана з основним металом і виключає його безпосередній контакт з електролітом. Оксидна плівка на титані виникає при окисленні на повітрі

Товщина оксидної плівки, що утворюється на титані після тривалого перебування на повітрі, зазвичай досягає 5-6 нм.

Завдяки оксидній плівці титан і його сплави не кородують в атмосфері, прісній і морській воді, стійкі проти корозії кавітації і корозії під напругою, а також в кислотах органічного походження.

Виробництво виробів з титану і його сплавів має ряд технологічних особливостей. Через високу хімічної активності розплавленого титану його виплавку, розливання і дугове зварювання виробляють у вакуумі або в атмосфері інертних газів.

Сплави титану мають дещо меншу жаропрочность, ніж спеціальні стали. Робоча температура їх використання не більше 500-550 ° С. При перевищенні цієї температури титан і його сплави легко окислюються і інтенсивно поглинають гази.

При технологічних і експлуатаційних нагрівах необхідно вживати заходів для захисту титану від газонасичення. Крім газів, шкідливою домішкою для титану є вуглець, який утворює карбіди.

Висока здатність до газопоглинання зумовила застосування титану в якості гетерного матеріалу для підвищення вакууму в електронних лампах.

Титан пластичний і легко обробляється тиском при кімнатній і підвищеній температурах. Титан і його сплави добре зварюються контактної і дугового зварювання в захисній атмосфері, забезпечуючи високу міцність і пластичність зварного з'єднання. Недоліком титану є погана оброблюваність різанням.

Основною метою легування титанових сплавів є підвищення міцності, жароміцності і корозійної стійкості. Широке застосування знайшли сплави титану з алюмінієм, хромом, молібденом, ванадієм, марганцем, оловом і деякими іншими елементами. Як і в сплавах на основі заліза, легуючі елементи дуже впливають на поліморфні перетворення титана.

Похожие статьи




Основні властивості титану - Властивості та застосування титану та його сплавів

Предыдущая | Следующая