Магний, титан и их сплавы

Магний — самый легкий металл серебристо-бело­го цвета с блеском, на воздухе покрывается пленкой оксида; плотность его 1,75 г/см³, температура плавления

650 °С. Это пластичный и малопрочный металл. Твер­дость магния после прокатки и отжига 25—30 НВ, от­носительное удлинение 6—10%, предел прочности на растяжение 150—200 МПа. Магний обладает высокой химической активностью, на воздухе воспламеняется и горит ослепительно белым пламенем.

Сплавы магния применяются в качестве конструк­ционного материала. Они хорошо свариваются и обра­батываются режущим инструментом, но имеют низкую коррозионную стойкость. Сплавы магния легируются алюминием, цинком и марганцем, которые повышают их прочность и стойкость к коррозии. Магниевые спла­вы делятся на деформируемые и литейные и маркиру­ются буквами МА и МЛ, за которыми следуют их условные номера. Деформируемые сплавы магния по­ставляются в виде прутков, полос, лент, листов и дру­гих изделий, а литейные — в виде чушек и отливок. Промышленность выпускает сплавы магния с алюмини­ем, цинком и марганцем марок МА2, МА5 и др., содер­жащие 3,0—9,2% алюминия, 0,2—0,8% цинка, 0,15— 0,57о марганца, а также сплавы марок — МЛЗ, МЛ4, МЛ5 и др., содержащие 2,5—9,0% алюминия, 0,5—0,8% цинка и 0,15—0,5% марганца.

Основное преимущество сплавов магния — легкость, обусловливающая целесообразность их использования в тех случаях, когда детали и изделия не требуют вы­сокой прочности, но должны обладать малой массой. Сплавы магния применяются для изготовления мало- нагруженных деталей в авиационном и транспортном машиностроении, сварных баков, радиоаппаратуры, счетных машин, приборов и подшипников.

Титан — легкий и пластичный металл блестящего серебристо-белого цвета; на воздухе покрывается проч­ной пленкой оксида, защищающей от коррозии. Плот­ность титана 4,5 г/см³, температура плавления 1665 °С. Он обладает низкой теплопроводностью и электропро­водностью (электропроводность титана в 300 раз мень­ше, чем у серебра) и не намагничивается. Твердость титана около 100 НВ, относительное удлинение 60— 70%, предел прочности на растяжение 250—300 МПа.

Титан поставляют в виде губки и в переплавленном виде. Промышленность выпускает пять марок титановой губки: ТГОО, ТГО, ТГ1, ТГ2, ТГЗ, отличающихся со­держанием примесей, и три марки переплавленного ти­тана: особо чистый, йодидный титан и нелегированный технический титан марок ВТ1-1 и ВТ1-2. Титан различ­ных марок отличается механическими свойствами: чем больше примесей, тем выше прочность и ниже пластич­ность металла.

Технический титан хорошо обрабатывается давлени­ем и частично используется для изготовления листов, полос, труб, проволоки, поковок и других изделий. Не­достатками титана являются плохая обрабатываемость резанием и низкие антифрикционные свойства, а высо­кая стоимость металла ограничивает его применение как конструкционного материала. Титан — перспективный материал для авиационной, химической, судострои­тельной промышленности.

В качестве конструкционного материала использу­ются сплавы титана, которые по характеру обработки делятся на деформируемые и литейные, а по механиче­ским свойствам — на сплавы нормальной прочности, высокопрочные, высокой пластичности, жаропрочные и др.

Титановые сплавы легируются алюминием, мар­ганцем, молибденом, оловом, ванадием, хромом и дру­гими элементами. Наиболее характерные деформируе­мые сплавы средней прочности ВТ5 и ВТ5-1 содержат около 5% алюминия и 3% олова, а высокопрочные сплавы ВТ6 и ВТ16—соответственно около 6% алюми­ния, 4% ванадия, около 2,5% алюминия и 7,5% молиб­дена. Эти сплавы обладают наилучшим сочетанием ме­ханических и технологических свойств. Жаропрочные сплавы титана легируются также хромом, железом и кремнием. Например, распространенный жаропрочный сплав ВТЗ-1 содержит около 5,5% алюминия, 2% мо­либдена, 2% хрома и 1% железа, а сплав ВТ8—около 6,5% алюминия, 3,5% молибдена и 0,2% кремния.

Для повышения износостойкости титановых сплавов их подвергают закалке, цементации и азотированию.

Сплавы на основе титана выгодно отличаются от других конструкционных материалов малой плотностью и высокой удельной прочностью. Благодаря сочетанию этих свойств с немагнитностью, высокой коррозионной стойкостью, жаростойкостью и хорошей технологичностью область применения сплавов на основе титана расши­ряется. Титановые сплавы получили широкое распро­странение в авиационной промышленности, ракетострое­нии, судостроении и химическом машиностроении. Они применяются также в энергетическом машиностроении для изготовления деталей турбин, компрессоров, в ме­дицине — для изготовления хирургических инструментов и медицинской аппаратуры и в других отраслях про­мышленности.

Литейные титановые сплавы обладают высокой жид- котекучестью и малой усадкой, обеспечивают хорошую плотность и пластичность выплавляемых отливок. Не­достатками литейных сплавов титана являются склон­ность к значительному поглощению газов и более низкие механические свойства сравнительно с деформи­руемыми сплавами титана.

Наибольшее применение получили литейные сплавы титана ВТ5Л, ВТ31Л и др., имеющие одинаковый хи­мический состав с деформируемыми сплавами, и спе­циальные литейные сплавы ВТЛ1 и ВТ21Л и др., ко­торые используются для изготовления труб и различных фасонных отливок.

Дата добавления: 2015-06-27