Титан

8.1. МАТЕРИАЛЫ Титан

Титан имеет относительно низкую плотность 4.5 103кгм~3, как раз половину плотности стали. Он имеет также относительно низкую прочность, если находится в чистом виде, но в сплаве она значительно возрастает. Кроме того, металл обладает превосходной коррозионной стойкостью. Недостатком его является высокая цена.

Титан может существовать в двух кристаллических формах: в a-форме, которая представляет собой гексагональную плотно-упакованную решетку (ГП-решетка), и в (3-форме, которая кристаллизуется в виде объемно-центрированной кубической решетки (ОЦК-решетка). В чистом титане а-форма — стабильная фаза выше 883°С и переходит в (3-форму ниже этой температуры. Чистота коммерческого чистого титана — 99.5 ...99.0%; основными примесями являются железо, углерод, кислород, азот и водород. Свойства коммерческого чистого титана в значительной степени определяет содержание в нем кислорода.

(См. Коды составов, Состав, Отжиг, Обработка на твердый раствор и дисперсионная обработка, Снятие напряжения, Параметры ползучести, Плотность, Электрическое сопротивление, Усталостные свойства, Вязкое разрушение, Твердость, Ударные свойства, Обрабатываемость на станках, Механические свойства, Тепловые свойства, Свариваемость, Формы, Применение.)

Титановые сплавы

Титановые сплавы можно объединить соответственно фазам, имеющимся в их структуре. Добавки таких элементов, как алюминий, свинец, кислород или азот, вызывают увеличение области a-фазы на равновесной диаграмме состояния; эти элементы приводят к a-стабилизации. Другие элементы, такие как ванадий, молибден, кремний и медь, увеличивают область (3-фазы и известны как Р-стабилизаторы. Существуют элементы, которые при добавлении в титан не дают ни а-, ни (3-стабилизации. Од ним из них является цирконий. Он применяется для увеличения прочности твердого раствора.

Титановые сплавы сгруппированы в четыре категории, каждая из которых имеет свои отличительные свойства:

1.    а-титановые сплавы.

Эти сплавы состоят исключительно из a-фазы, к титану добавлено значительное количество элементов для а-стабилиза-ции. Сплавы прочные и сохраняют прочность при высоких температурах. Они имеют хорошую свариваемость, но не обрабатываются в горячем виде.

2.    Титановые сплавы вблизи а-фазы.

Такие сплавы состоят почти все из a-фазы с малым количеством [3-фазы, рассеянной по a-фазе. Это достигается путем добавления небольшого количества элементов — 1...2%, стабилизирующих [3-фазу. Сплавы обладают повышенным сопротивлением ползучести при температуре 450...500°С.

3.    а—р-титановые сплавы.

Они содержат достаточное количество p-стабилизаторов для того, чтобы получить заметное количество p-фазы при комнатной температуре. Эти сплавы можно обрабатывать на твердый раствор, закалять и старить для увеличения прочности.

4.    р-титановые сплавы.

Если к титану добавить достаточно большое количество р-ста-билизаторов, то результирующую структуру можно сделать всецело из a-фазы при комнатной температуре после закалки или в некоторых случаях охлаждением воздухом. Подобно а-сплавам, р-сплавы в холодном виде легко обрабатываются на твердый раствор, доводятся до состояния закалки и могут быть впоследствии состарены, давая при этом очень высокую прочность. В состоянии высокой прочности сплавы имеют низкую пластичность и плохую усталостную характеристику.

(См. Коды составов, Состав, Отжиг, Обработка на твердый раствор и дисперсионная обработка, Снятие напряжения, Параметры ползучести, Плотность, Электрическое сопротивление, Усталостные свойства, Вязкое разрушение, Твердость, Ударные свойства, Обрабатываемость на станках, Механические свойства, Тепловые свойства, Свариваемость, Формы изделий, Применение.)


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒