КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Сплавы на основе титана, никеля
Состав и гарантируемые свойства бронз
Титан имеет две аллотропические модификации: низкотемпературную модификацию a-Ti (ГПУ-решетка), устойчивую до 882 °С, и высоко-температурную модификацию b-Ti (ОЦК-решетка), устойчивую выше 882 °С. Титан, как алюминий и магний, относится к легким металлам, его плотность равна 4,5 г/см3. Температура плавления титана довольно высокая – 1668 °С. Титан – химически активный металл, но обладает высокой коррозионной стойкостью, так как на его поверхности образуется стойкая защитная оксидная пленка TiO2. Благодаря этому, титан и его сплавы не корродируют в атмосфере, пресной и морской воде, а также во многих агрессивных средах. При высоких температурах, особенно в расплавленном состоянии, титан химически очень активен и взаимодействует со всеми компонентами воздуха и огнеупорными материалами, что создает большие трудности при плавке и горячей обработке. Поэтому выплавку титана и его сплавов, а также изготовление отливок производят в вакууме, дуговую сварку – в атмосфере инертных газов, отжиг – в защитной атмосфере или с применением защитных покрытий. Титан и его сплавы хорошо обрабатываются давлением, свариваются аргонодуговой и точечной сваркой. Из-за малой теплопроводности титан и его сплавы плохо обрабатываются резанием, налипают на инструмент, поэтому для обработки титановых сплавов требуются инструменты из быстрорежущей стали и твердых сплавов. По удельной прочности в интервале температур 250–600 °С титановые сплавы не имеют себе равных, но выше 600 °С – уступают сплавам на основе железа и никеля. Титановые сплавы обладают высокой прочностью и удельной прочностью не только при температуре 20–25 °С, но и в условиях глубокого космического холода. Уникальное сочетание свойств титановых сплавов обуславливает их широкое использование в авиационной и космической технике, судостроении, химической промышленности, криогенной технике. В зависимости от влияния элементов на стабильность a- и b-фаз, различают три группы легирующих элементов: a-стабилизаторы Al, O, N, H, b-стабилизаторы V, Mo, W, Nb, Cr, Ni, Co, и нейтральные элементы Zr, Sn. Алюминий является основным легирующим элементом и присутствует практически во всех титановых сплавах, повышая прочность, жаропрочность, снижая их плотность. Особенно вредными для титана являются примеси кислорода, азота, водорода и углерода, образующие твердые растворы внедрения в обеих модификациях титана. Поэтому они названы примесями внедрения. Их отрицательное действие усугубляется тем, что они образуют также хрупкие оксиды, карбиды, нитриды и гидриды. Примеси внедрения очень сильно снижают пластичность сплавов и их свариваемость, повышают твердость и прочность, ухудшают сопротивление коррозии. Поэтому допустимое содержание примесей жестко ограничено концентрациями 0,008 – 0,15 % (индивидуально для каждой примеси). Технический титан маркируют в зависимости от содержания примесей: ВТ1-0 и ВТ1-00 (сумма примесей не более 0,55 % и 0,40 % соответственно). Маркировка титановых сплавов состоит из букв ВТ, ОТ, АТ и числа, не связанного с химическим составом, а обозначающего условный номер сплава. (Буквы, как правило указывают на организацию – разработчика сплава). В соответствии с принятой в настоящее время классификацией по структуре в отожженном состоянии различают 4 группы сплавов: 1) a-сплавы, структура которых представлена стабильной a-фазой, ВТ1-0, ВТ5, ВТ5-1; 2) псевдо-a-сплавы, структура которых наряду со стабильной a-фазой содержит до 5 % b-фазы, ОТ4-1, ВТ4, ВТ18, ВТ20; 3) двухфазные (a+b)-сплавы, это основная группа промышленных сплавов, ВТ6, ВТ3-1, ВТ9, ВТ16, ВТ22, ВТ23; 4) b-сплавы со стабильной b-структурой, ВТ15, ВТ32. По назначению выделяют: – конструкционные сплавы общего назначения; – жаропрочные сплавы, они предназначены для работы при температурах 450-700 °С; – коррозионностойкие сплавы; – сплавы криогенного назначения. По прочности сплавы условно разбивают на группы: – малопрочные сплавы, sВ < 500 МПа – ВТ1, ОТ4-1; – сплавы средней прочности, sВ от 500 до 1000 МПа – ВТ5-1, ВТ4, ВТ16, ВТ20; – высокопрочные сплавы, sВ > 1000 МПа – ВТ14, ВТ22, ВТ23, ВТ15; – жаропрочные титановые сплавы, sВ=1000–1500 МПа – ВТ3-1, ВТ9, ВТ18, ВТ25. Химический состав и механические свойства наиболее распространенных деформируемых сплавов приведены в табл. 3.9. Классификация и химический состав литейных титановых сплавов соответствуют аналогичным маркам деформируемых сплавов; в конце марки литейного сплава добавляют букву Л. Наиболее широко в качестве литейных применяют сплавы ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ20Л, ВТ9Л. Свойства сплавов в литом состоянии близки к свойствам деформированных полуфабрикатов по показателям прочности, заметно ниже по показателям пластичности и ударной вязкости и существенно уступают по сопротивлению усталостному разрушению. Уникальный комплекс свойств и очень высокая стоимость первых промышленных партий титана привели к тому, что он был сразу же признан военно-стратегическим металлом и направлен на изготовление деталей и узлов военной техники. Американская печать долгое время именовала его «War baby» - дитя войны. Из сплавов титана изготавливают обшивку самолетов, морских судов и подводных лодок, корпуса ракет и двигателей, диски и лопатки стационарных турбин и компрессоров авиационных двигателей, гребные вины, оборудование химической промышленности. Титан используют в медицине: благодаря полной биологической совместимости с тканями человеческого организма из титановых сплавов можно изготавливать протезы суставов, электронные стимуляторы. Применение титановых сплавов сдерживается их сравнительно высокой стоимостью. Но совершенствование технологических процессов получения и обработки приводит к снижению стоимости титановых сплавов и открывает широкие перспективы их применения.
Таблица 3.9
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1027; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |