ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Титан и его сплавы из "Металловедение и технология металлов " Титан широко распространен в земной коре, где его содержится около 0,6 %, а по распространенности он занимает четвертое место после алюминия, железа и магния. Однако промышленный способ его извлечения был разработан лишь в 40-х годах XX века. Благодаря прогрессу в области самолето- и ракетостроения производство титана и его сплавов интенсивно развивалось. Это объясняется сочетанием таких ценных свойств титана, как малая плотность, высокая удельная прочность (оГв/ ) и коррозионная стойкость. Символично, что облицовка монумента покорителям космоса у входа на ВДНХ в Москве изготовлена из листового титана. [c.220] Титан — металл серебристо-белого цвета, имеющий малую плотность (4,5 г/см ). Температура плавления титана 1672 + 5 °С в зависимости от степени его чистоты. [c.220] Титан имеет две полиморфные модификации низкотемпературную модификацию а-титана с гексагональной плотноупакован-ной решеткой и высокотемпературную модификацию Р-титана с кубической объемно-центрированной решеткой. Температура полимерного а Р превращения составляет 882 °С. [c.220] По удельной прочности в интервале температур 300—600 °С титан не имеет себе равных при температуре ниже 300 °С сплавы титана уступают алюминиевым сплавам, а выше 600 °С — сплавам на основе железа и никеля. [c.220] Хотя титан относится к числу химически активных металлов, он обладает высокой коррозионной стойкостью, так как на его поверхности образуется стойкая пассивирующая пленка ТЮа. Благодаря этому титан и его сплавы не корродируют в атмосфере,-пресной и морской воде, устойчивы против кавитационной коррозии и коррозии под напряжением, а также в кислотах органического происхождения. [c.221] Производство изделий из титана и его сплавов имеет ряд технологических особенностей. Из-за высокой химической активности расплавленного титана его выплавку, разливку и другую сварку производят в вакууме или в атмосфере инертных газов. [c.221] Сплавы титана имеют несколько меньшую жаропрочность, чем специальные стали. Рабочая температура их использования составляет не выше 550—600 °С, При повышении температуры более 500 °С титан и его сплавы легко окисляются и интенсивно поглощают водород и другие газы (азот, кислород). Газы образуют с титаном твердые растворы внедрения разной предельной концентрации, в то время, как легирующие элементы (алюминий, ванадий, олово и др.) образуют твердые растворы замещения. Примеси внедрения оказывают сильное влияние на свойства титана, увеличивая прочность н резко уменьшая вязкость и пластичность. При технических и эксплуатационных нагревах необходимо принимать меры для защиты титана от газонасыщения. Кроме газов, вредной примесью для титана является углерод, образующий карбиды. [c.221] Высокая способность к газопоглощению обусловила применение титана в качестве геттерного материала для повышения вакуума в электронных лампах. [c.221] Титан пластичен и легко обрабатывается давлением при комнатной и повышенной температурах. Титан и его сплавы хорошо свариваются, обеспечивая высокую прочность и пластичность сварного соединения. [c.221] Основной целью легирования титановых сплавов является повышение механических свойств. Широкое при.менение нашли сплавы титана с алюминием, хромом, молибденом, ванадием, марганцем. Основным легирующим элементом является алюминий, который обычно содержится во всех сплавах. [c.221] Состав и свойства некоторых титановых сплавов приведены в табл. 17. [c.222] Упрочнение титановых сплавов может достигаться легированием, наклепом или термической обработкой в результате протекания полиморфного превращения. [c.222] В титановых сплавах а-стабилизаторы повышают температуру а Р полиморфного превращения. В сплавах с устойчивой -структурой нельзя переохладить р-фазу до низких температур даже при очень высоких скоростях охлаждения. Поэтому такие сплавы не упрочняются термической обработкой. [c.222] Наоборот, р-стабилизаторы снижают температуру полиморфного превращения титана и расширяют область твердых растворов на основе р-титана. При закалке титановых сплавов от температуры р-области протекает мартенситное превращение р а. Образующаяся фаза является пересыщенным твердым раствором легирующих элементов в а-титане. Кристаллы этой фазы, как и в сталях, образуются бездиффузионным путем по сдвиговому механизму. Они имеют игольчатое строение и ГП решетку. [c.222] Термообработка титановых сплавов подобна стали и состоит из закалки от температуры 800—950 °С и отпуска (старения) при 450—600 °С, но в отличие от стали в результате термообработки достигается меньшее упрочнение. [c.222] Титановые сплавы склонны к повышенному налипанию на инструмент, что в сочетании с их низкой теплопроводностью затрудняет процесс механической обработки. При обработке резанием целесообразно применение инструмента с твердосплавными пластинами. [c.223] При проведении сварки титановых сплавов во избежание появления дефектов в швах, основными из которых являются поры и холодные трещины, необходимо тщательное удаление поверхностной оксидной пленки основного и присадочного материала. Из-за химической активности титана обязательна защита инертными газами сварочной ванны и остывающих участков от соприкосновения с воздушной атмосферой. [c.223] В настоящее время титан широко используется в ракетно-космической и авиационной технике, в судостроении и транспортном машиностроении, где особенно важную роль играют малая плотность в сочетании с высокой прочностью и сопротивляемостью коррозии. Из сплавов титана делают обшивку фюзеляжа и крыльев сверхскоростных самолетов, панели и шпангоуты ракет, морскую аппаратуру и обшивку корпусов судов, диски и лопатки турбин. Титановая обшивка морских судов не обрастает ракушками. [c.223] Благодаря пластичности и вязкости при низких температурах, титановые сплавы начинают применяться в холодильной и криогенной технике. [c.223] Высокая коррозионная стойкость в различных средах делает сплавы титана перспективными для применения в пищевой промышленности. Некоторые пищевые продукты могут портиться от контакта со сталью, тогда как титан не придает им постороннего запаха, цвета или вкуса. [c.223] Вернуться к основной статье