ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Современные промышленные сплавы из "Титан в новой технике " Технический титан, как было отмечено выше, обладает высокой пластичностью, но низкой прочностью. [c.20] Легирование титана позволяет в несколько раз повысить его прочность. Поэтому в народном хозяйстве преимущественно применяют легированные титановые сплавы, а не технически чистый титан. [c.21] Номенклатура промышленных сплавов титана пока относительно невелика. И. И. Корнилов предложил классификацию существующих титановых сплавов по областям их применения (табл. 5) [34]. Необходимо отметить, что деление титановых сплавов на эти группы несколько условно. Прочность, жаропрочность и коррозионная стойкость сплавов различных групп близки, и выбор сплава обычно зависит от условий работы и технологических требований, предъявляемых к изделию из титана. [c.21] Для сравнения титановых сплавов С. Г. Глазунов предложил принять за основу тип структуры, а не. технологические признаки [42, с. 13]. Все промышленные титановые сплавы по типу структуры являются твердыми растворами на основе одной из аллотропических модификаций титана. Попытки исследователей создать промышленные титановые сплавы с металлидным типом упрочнения были безуспешны (исключение составляет только опытный бинарный сплав Т1 —Си). Встречающиеся в титановых сплавах металлиды (например, химическое соединение титана с хромом, карбид и гидрид титана и др.) вредно воздействуют на механические и технологические свойства титановых сплавов. В некоторых случаях можно предполагать, что в промышленных титановых сплавах существуют полезные металлидные добавки. Так, небольшие добавки кремния (0,1—0,2%) сильно влияют на жаропрочность титановых сплавов, содержащих молибден (ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9), что можно объяснить образованием дисперсных выделений очень устойчивой и тугоплавкой фазы — дисилицида молибдена. [c.21] В связи с определенным характером действия на титан различных легирующих элементов С. Г. Глазунов предложил [42, с. 13 43] промышленные сплавы по типу структуры подразделить на три группы титановые сплавы на основе а-структуры, сплавы на основе Р-структуры и двухфазные ( -[- Р)-сплавы. Промышленные титановые сплавы с (а-ЬР)-структурой предложено подразделить на три группы псевдо-а-оплавы с небольшим оличеством р-фазы со свойства-М 1, близкими к а-сплавам тгагичные (а-)-.р)-сплавы и псевдо- Р-сплавы, которые в отожжетном состоянии меют физико-химические и технологические свойства, типичные для р-сплавов, однако Р-фа.эа у них термически нестабильна. [c.21] Марка сплава Содержание легирующих элементов. % Предел прочности Оц4 кгс/мм Рабочая температ ра. [c.23] В зависимости от режимов обработки. [c.23] При введении в титан легирующих элементов в концентрациях, обеспечивающих примерно одинаковый предел текучести, получают различные значения характеристик пластичности. Например, при одном и том же пределе текучести сплавы титана с алюминием имеют значительно меньшее удлинение и поперечное сужение по сравнению со сплавами, легированными цирконием, оловом и ванадием. Низкая пластичность сплавов титана с алюминием объясняется сильной сегрегацией алюминия на границах зерен, что не характерно для сплавов титана с оловом, цирконием и ванадием. Так, в частности, при среднем содержании 3,42% AI его концентрация внутри зерна составляет 3,22%, а вблизи границ 10,6% (по массе) [44]. Неоднородное распределение алюминия по объему зерна приводит к появлению аа-фазы, вызывающей хрупкость при значительно меньших концентрациях алюминия, чем это следует з диаграммы состояния титан — алюминий. Для устранения указанного недостатка а-сплавы легируют небольшими количествами изоморфных -стабилизаторов. [c.23] Тех ничеокий титан (а-аплав марок ВТЬО и ВТ1-00) изготавливают вакуумной дуговой плавкой губчатого титана высших сортов. Марка ВТ 1-00 отличается низкой прочностью и высокой пластичностью. Он хорошо поддается сварке плавлением (аргоно-дуговой, под флюсом, электрошлаковой и контактной (точечной, роликовой). Технический титан ВТ1-00 хорошо деформируется не только в нагретом, но и в холодном состоянии. [c.26] Легированные сплавы с а-структурой широко распространены они отличаются от технического титана более высокими прочностными свойствами. Основной легирующий элемент в этих сплавах — алюминий. Сплавы хорошо свариваются, так как они даже при значительном содержании алюминия однофазны и поэтому в металле шва и в околошовной зоне не возникает охрупчивания. [c.26] Псевдо-а-сплавы, легированные р-стабилизаторами, в количествах, близких к их растворимости в а-титане (1—5%), обладают высокой технологичностью и пластичностью при комнатной и высокой температурах. В сплавах системы Ti — А1 — Мп (ВТ4, 0Т4, ОТ4-0, 0Т4-1) при оптимальном содержании марганца (1—1,5%) меняется концентрация алюминия, что позволяет получить большой диапазон свойств прочности и жаропрочности. Эти сплавы относятся к числу наиболее технологических титановых сплавов [46]. [c.26] Сплавы (Марки АТ, разработанные в Институте металлургии АН СССР [47], отличаются тем, что Р-стабилизаторами служит постоянный комплекс (Сг, Ре, 51 и В в сумме 1,5%) и переменное количество алюминия, определяющего их прочность и жаропрочность. Прочность сплавав серии АТ составляет 70—120 жгс/мм при удовлетворительной пластичности. Эти сплавы рекомендуются как конструкционный коррозионностойкий материал для применения в различных областях техники при температурах до 500°С. [c.26] К (а+р)-сплавам относятся сплавы со смешанной структурой из твердых растворов на основе а- и -мо-дификации титана. Для фиксации р-фазы вводят переходные элементы, поскольку только они в достаточной мере повышают стабильность р-фазы. Свойства (а+Р)-сплавов, особенно технологические, могут быть различными. Так, например, сплавы системы Т1 — А1 — Мо более прочны, чем эквивалентные сплавы системы Т1—А1 — V, которые, однако, более технологичны [48]. Легированием (а+р)-сплавов можио получить предел прочности 110—120 к гс/мм при достаточно высокой пластичности (б = 8- 15,%). Та ое сочетание свойств уже достаточно, чтобы титановые сплавы как конструкционные матб риа-лы оказались вне конкуренции по сравнению с другими металлами. [c.27] Сплавы ВТЗ-1, ВТИ, ВТ16, ВТ22 содержат значительное количество -стабилизирующих элементов и могут подвергаться эффективной упрочняющей термической обработке (закалке и старению). Сплав ВТЗ-11 известен как жаропрочный, предназначенный для изготовления деталей турбин. В последнее время его широко применяют для изготовления нагруженных деталей и конструкций (при рабочей температуре до 400—450°С). [c.27] Сплав ВТ22 (системы Ti — А1 — Мо — V — Сг — —Ре) —высоколегированный сплав критического состава, т. е. с температурой мартенситного превращения вблизи комнатной [53]. В отожженном состоянии у него такие же прочностные свойства (бв ИО кгс/мм ), как у сплавов ВТб, ВТЗ-1, ВТИ после закалки и старения. Из шлава могут быть изготовлены крупногабаритные поковки и штамповки (до нескольких тонн), а также ответственные конструкции больших размеров, когда упрочняющая термическая обработка затруднена. Но термическая стабильность сплава ВТ22 невелика до 350° С при более высоких температурах она снижается. [c.29] Сплав 4201 системы Т — Мо представляет интерес как сплав особой группы — со стабильной -структурой. Высокое содержание молибдена (32—33%) в сплаве создает значительные трудности при производстве полуфабрикатов (особенно слитков) слитки получают тройным вакуумным переплавом расходуемых электродов в вакуумных дуговых печах при повышенном электрическом режиме на первом и втором переплавах. Сплав 4201 отличается высокой коррозионной стойкостью он может заменять тантал, сплавы на никелевой основе типа хастеллой, а также благородные металлы— платину, золото. Сплав обладает хорошей технологической пластичностью, хорошо сваривается сваркой плавлением и контактной, но заметно окисляется на воздухе при нагреве выше 500°С. Поэтому при сварке необходимо предусматривать усиленную защиту лицевой и обратной стороны шва и теплоотвод. [c.29] Литейные титановые сплавы стали применять в промышленности для фасонного литья. По жидкотекучести титан находится примерно на уровне углеродистой стали, однако в действительности получать крупногабаритные тонкостенные отливки из титана значительно труднее из-за быстрого остывания и затвердевания металла, что объясняется невысокой энтальпией жидкого титана и трудностью получения высокого перегрева при существующих способах плавки титана. [c.30] Вернуться к основной статье