Титан и сплавы на его основе, Свойства титана, Влияние легирующих элементов на структуру и свойства титановых сплавов. Особенности термической - Сплавы цветных металлов

Свойства титана

Титан - металл серого цвета. Он имеет две полиморфные модификации.

Отличительными особенностями являются хорошие механические свойства, малая плотность, высокая удельная прочность и коррозионная стойкость. Низкий модуль упругости титана, почти в два раза меньше, чем у железа и никеля, затрудняет изготовление жестких конструкций.

Механические свойства титана характеризуются хорошим сочетанием прочности и пластичности.

Механические свойства титана сильно зависят от наличия примесей, особенно водорода, кислорода, азота и углерода, которые образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: гидриды, оксиды, нитриды и кирбиды. Небольшое количество кислорода, азота и углерода повышает твердость, временное сопротивление и предел текучести, однако при этом значительно уменьшается пластичность, снижается коррозионная стойкость, ухудшаются свариваемость, способность к пайке и штампуемость. Поэтому содержание этих примесей в титане ограничено сотыми, а иногда тысячными долями процента. Аналогичным образом, но в меньшей степени, оказывают влияние на свойства титана железо и кремний. Очень вредная примесь в титане - водород. Присутствие в весьма незначительном количестве, водород выделяется в виде тонких хрупких пластин гидридной фазы на границах зерен, что значительно охрупчивает титан. Водородная хрупкость наиболее опасна в сварных конструкциях из-за наличия в них внутренних напряжений. Допустимое содержание водорода в техническом титане находится в пределах 0,008 - 0,012%.

При повышении температуры до 2500 С предел прочности снижается почти в 2 раза. Титан обладает склонностью к ползучести даже при температуре 20-250 С. Титан обладает высокой прочностью и удельной прочностью не только при температуре 20-250 С, но и в условиях глубокого холода.

Пластическая деформация значительно повышает прочность титана. При степени деформации 60 - 70% прочность увеличивается почти в 2 раза.

При повышении температуры титан активно поглощает газы: начиная с 50 - 700 С - водород, свыше 400 - 5000 С - кислород и с 600 - 7000 С - азот, окись углерода и углекислый газ. Благодаря способности к газопоглощению при повышении температуры титан нашел применение в радио - и электронной промышленности в качестве геттерного материала. Геттеры предназначены для повышения вакуума электронных ламп. Технический титан хорошо обрабатывается давлением. Из него изготовляют все виды прессованного и катанного полуфабриката: листы, трубы, проволоку, поковки. Титан хорошо сваривается аргонодуговой и точечной сваркой. Сварной шов обладает хорошим сочетанием прочности и пластичности. Титан плохо обрабатывается резанием, налипает на инструмент, в результате чего тот быстро изнашивается. Для обработки титана требуются инструменты из быстрорежущей стали и твердых сплавов, малые скорости резания при большой подаче и глубине резания, интенсивное охлаждение.

К недостатку титана относятся также низкие антифрикционные свойства.

Влияние легирующих элементов на структуру и свойства титановых сплавов. Особенности термической

Обработки титановых сплавов

Практическое значение для легирования титана имеет только алюминий, так как кислород и азот сильно охрупчивают титановые сплавы.

Алюминий - широко распространенный, доступный и дешевый металл. Введение его в титановые сплавы уменьшает их плотность и склонность к водородной хрупкости, повышает модуль упругости, прочность при 20 - 25 С и высоких температурах. Наиболее благоприятное влияние на свойства титановых сплавов оказывают Mo, V, Cr, Mn.

Наибольшее практическое значение имеют олово и цирконий. Олово повышает прочность титановых сплавов при 20 - 250 С и высоких температурах без заметного снижения пластичности, цирконий увеличивает предел ползучести.

Титановые сплавы в основном подвергают отжигу, закалке и старению, а также химико-термической обработке.

Похожие статьи




Титан и сплавы на его основе, Свойства титана, Влияние легирующих элементов на структуру и свойства титановых сплавов. Особенности термической - Сплавы цветных металлов

Предыдущая | Следующая