• 1. Свойства и области применения.
Титан — элемент 4-й группы периодической системы Д. И. Менделеева и является переходным металлом. Отличается сравнительно малой плотностью (4,51 г/см). По прочностным характеристикам превосходит легированные стали и высокопрочные алюминиевые сплавы, кислотностоек. Титан и его сплавы применяются главным образом в авиации, ракетостроении, судостроении, химическом машиностроении. Из-за сильной реакционной способности титан и его сплавы плавят в вакуумных дуговых электрических печах, в медных водоохлаждаемых кристаллизаторах.
• 2. Информация о группах титановых сплавов.
* Условные обозначения: А- альфа фаза, В - бета фаза.
Влияние легирующих элементов, вводимых в титан, целесообразно оценить по их действию на температуру полиморфного превращения. Большая группа металлов увеличивает область существования ? -фазы и делает ее устойчивой вплоть до комнатной температуры. К таким элементам, которые называются ? -стабилизаторами, относятсятся переходные металлы V, Cr, Mn, Мо, Nb, Fe. Другие элементы являются активными ? -стабилизаторами, расширяющими область существования и модификации титана. К ним относятся Аl, О, N, С. Известны также нейтральные элементы (Sn, Zr, Hf), которые практически не влияют на температуру полиморфного превращения.
Таким образом, при легировании титана одним или более элементами при комнатной температуре можно получить разную структуру, состоящую из ?, ? + ? - или ? -фазы. Именно на эти три группы и подразделяются все современные сплавы титана.
Почти все титановые сплавы легируют алюминием. Это объясняется тем, что алюминий эффективно упрочняет как ? -, так и ? -фазу при сохранении удовлетворительной пластичности, повышает жаропрочность сплавов, снижает склонность к водородной хрупкости.
Типичным деформируемым титановым ? -сплавом является двойной сплав ВТ5, содержащий,5% Аl. Механические свойства этого сплава при комнатной температуре: о,=750 —:950 МПа, 6=12 —:25%. Для повышения сопротивления ползучести двойные сплавы титан — алюминий легируют нейтральными упрочнителями — оловом и цирконием. Такими сплавами являются ВТ5-1, содержащий 5% Al и 2,5% Sn, и сплав ВТ20, содержащий 6,5% Al, 2% Zr и небольшие добавки (по 1%) молибдена и ванадия. При комнатной температуре первый сплав имеет а, =850 —:950 МПа, второй — о, =950 : —:1000 МПа. Сплавы этого класса отличаются повышенной жаропрочностью. Они не упрочняются термообработкой и могут работать при температурах до 450- 500' С. Большинство ? -титановых сплавов применяют в отожженном состоянии, температура отжига 700- 850 °C.
Наиболее многочисленный и имеющий наибольшее практическое применение является группа ? +?- деформируемых сплавов. К этой группе относятся сплавы, легированные алюминием и ?-стабилизаторами. Эти сплавы обладают хорошим комплексом прочностных и пластических свойств и могут работать при температурах до 350 — 400 °C. Меняя относительное количество ? - и ?- фаз, можно получить сплавы с большим диапазоном свойств. Кроме того, ?+?- сплавы термически упрочняются, что также позволяет существенно изменять их свойства. Типичными а+? -сплавами являются сплавы ВТ6 (6% Al; 4% V) и ВТ14 (4% Al; 3% Мо; 1% V) Сплав ВТ14 — один из наиболее прочных титановых сплавов. Так, после закалки с 860 — 880 °C предел прочности этого сплава равен 950 МПа, а после старения при ' 480 — 550' С в течение 12 — 16 ч он повышается до 1200- 1300 МПа при сохранении высоких пластических свойств. Изделия из этих сплавов применяются в отожженном и термически упрочненном состоянии, они могут работать при температурах до 350 — 400 °C. Из ? -сплавов наиболее широко используется сплав ВТ15 {3- 4% Al; 7 — 8% Мо; 10 — 11% Сг), который после закалки и старения обладает пределом прочности 1300- 1500МПа при удлинении около 6 %. Однако из-за невысокой стабильности пересыщенной ?-фазы этот сплав может работать при температурах до 350°C.
Литейные титановые сплавы характеризуются высокой жидкотекучестью и дают плотные отливки, однако по сравнению с деформируемыми сплавами обладают меньшей прочностью и пластичностью. Наиболее широко используемый сплав ВТ5Л, содержащий 5% Al обладает ?в =700 —:900 МПа, 6=6 —13%. Сплав предназначен для получения фасонных отливок, длительно работающих при температурах до 400'С. Дополнительное легирование сплава ВТ5Л хромом и молибденом (сплав ВТЗ-l1) приводит к повышению прочности (?в,=l050 МПа) и жаропрочности (до 450'С), но к снижению пластичности и жидкотекучести.
• 3. Краткие положения из ГОСТ и ТУ. - не завершенно.
Продажа нихрома с доставкой.