Альфированный слой титана —

Альфированный слой титана — см. Титановые сплавы Алюмель 1—25 [c.495]

Титан относится к числу металлов-геттеров, интенсивно поглощающих азот и кислород и образующих с ними в твердом состоянии широкие области твердых растворов. В связи с большой растворимостью кислорода и азота и а-стабилизирующим действием этих элементов в титане на его поверхности при нагреве на воздухе образуется малопластичный слой а-твердого раствора (альфированный слой). Водород мало растворим в а-титане, но образует с а-сплавами гидрид титана TiH, способствующий их охрупчиванию. В а+р-титановых сплавах водород растворим в большей степени и устраняет их эвтектоидный распад. Поэтому восстановительные газовые среды, содержащие азот и водород, применяемые при пайке сплавов на иных основах, непригодны для пайки титана и его сплавов. [c.307]

Наиболее просто осуществляется газовое азотирование таких металлов и их сплавов, как титан, цирконий, гафний. Для насыщения расплавленного металла в этом случае достаточно проведения лазерного оплавления на воздухе или в струе азота. При азотировании титановых сплавов в зоне оплавления формируется альфированный слой, содержащий нитриды титана микротвердость его возрастает до 17 ООО. .. 20 ООО МПа. [c.572]

Пластичность титана и титановых сплавов резко понижается при наличии на поверхности альфированного слоя. Экспериментами установлено, что после осадки со степенью деформации более 50% на боковой поверхности заготовок, где был альфированный слой, появляются широкие трещины. Причина их появления заключается в том, что более хрупкий, чем основной металл, альфированный слой в результате растяжения боковой поверхности образца в начале осадки разрушается, образуя сетку мелких трещин. Эти трещины как концентраторы напряжений с увеличением степени деформации способствуют разрушению основного металла. Глубина таких трещин I— [c.182]

Однако до настоящего времени нет единого мнения о выборе способа подготовки поверхности титана при нанесении гальванопокрытий. Отсутствуют также данные о влиянии альфированных слоев и структуры титановых сплавов на прочность сцепления гальванопокрытий с основой. Противоречивы данные и о значении термообработки для улучшения качества сцепления гальванопокрытия с титаном. [c.105]

Подготовка образцов под покрытия заключалась в удалении оксидного и альфированного слоя и образовании на поверхности пленки гидрата титана. [c.105]

Применяя так называемое барьерное покрытие титана и его сплавов тонким слоем других металлов, е некоторых случаях удается предотвратить образование на его поверхности окисных пленок, альфированного слоя, гидридов и нитридов и свести процесс пайки титана к разработанной и более простой технологии пайки металлопокрытия. Покрытие может быть осуществлено путем горячего лужения, а также химическим или электролитическим методами, термовакуумным напылением и др. При применении барьерных покрытий прочность сцепления их с титаном определяет, в известной мере, и прочность паяного соединения. [c.341]

Пластичность титана и титановых сплавов резко понижается при наличии на поверхности альфированного слоя. Были проведены опыты по ковке — осадкой титановых сплавов, имевших на поверхности остатки альфированного слоя. [c.65]

Защитное действие покрытий обычно определяют по окисляемости титановых сплавов и по глубине газонасыщенного (альфированного) слоя (табл. 17). Если принять, что окислы титана не [c.103]

Подготовка титана и его сплавов к сварке и сборка деталей должны производиться особенно тщательно. Основной металл и сварочная проволока должны быть очищены от загрязнений и иметь чистую без альфированного слоя и окалины поверхность. При необходимости очищают металл дробеструйной обработкой, механическим способом, травлением и обезжириванием. Сварочную проволоку диаметром 1,2— [c.237]

Промышленные отходы титановых сплавов имеют различные размеры, и их поверхностные слои окислены в разной степени. Очевидно, увеличение концентрации кислорода в отходах из-за окисления связано с первоначальным содержанием его в поверхностном слое и с отношением площади поверхности отходов к массе металла. На поверхности окисленного титана имеется несколько слоев различной по структуре и химическому составу окалины, а под окалиной расположен насыщенный кислородом (так называемый альфированный) слой металла, содержание кислорода в котором с глубиной постепенно убывает. Насыщение поверхностного слоя элементами внедрения, прежде всего кислородом и азотом, приводит к стабилизации а-фазы, что повышает ее твердость, снижает деформируемость и отрицательно сказывается на технологических свойствах титановых сплавов. [c.48]

Успех электролитического осаждения металлов на титан и его сплавы зависит от предварительной подготовки поверхности титана и прежде всего от удаления с нее оксидной пленки и альфированного слоя, а также от природы электролита и режима электролиза. Толстые оксидные пленки и альфированный слой удаляют с поверхности титана преимущественно механически тонкие — химическим или электрохимическим способом. [c.99]

При неполном удалении пленки окислов на поверхности титана может сохраниться альфированный слой. Такое название этот слой получил вследствие повышенной концентрации в нем газов (азота, кислорода), стабилизирующих а-фазу, и способности сохранять непревращенную а-фазу при закалке от температур несколько выше температуры фазового превращения. [c.655]

На поверхности титана всегда имеется альфированный слой, насыщенный атмосферными газами. Перед пайкой этот слой необходимо удалить пескоструйной обработкой или травлением в растворе состава, мл л воды 20—30 HF, 30—40 НС1. Время травления 5—10 мин при комнатной температуре. После такой обработки на поверхности титана все же остается тонкая окисная пленка, препятствующая сма- [c.202]

Шлифование при повышенной скорости резания Ур (до 40 м/с), уменьшенной скорости продольного перемещения (до 0,08 м/с) привело к наибольшей физической ширине интерференционных линий а-Т1 приповерхностных слоев (образец 4) и максимальной глубине распространения пластической деформации. Исходное состояние структуры образца фиксировали только на глубине около 30 мкм (см. табл. 7). Этот режим обработки приводит к реализации интенсивных диффузионных процессов в тончайших поверхностных слоях сплава. Из микрофотометрических кривых (рис. 57) видно, что по сравнению с исходным состоянием (кривая 1) положение рентгеновских линий соответствует изменению параметра кристаллической решетки обеих фаз, связанном с изменением концентрации легирующих элементов сплава. Увеличение до 0,25 м/с наряду с высоким уровнем искажений структуры а-Т1 приповерхностного слоя приводит к исчезновению в них р-фазы титана, образованию альфированных участков (кривая 3). Такие изменения в структуре поверхностных слоев [c.149]

Интересным является опыт предприятий по применению ПМО заготовок из титана с альфированным наружным слоем. Применение плазменного нагрева (табл. 13) позволяет повысить производительность процесса резания в 2... 5 раз. При обработке заготовок фасонной формы из титановых сплавов, имеющих на поверхности корку после штамповки, плазменный подогрев, как показывает опыт, позволяет довести подачу до 1,2 мм/об при глубине ре- [c.198]

Высокая химическая активность титана к газам (кислороду, азоту и водороду) при высоких температурах требует обеспечения надежной защиты от газов атмосферы не только металла сварочной ванны, но и основного металла, нагревающегося до температуры 400 °С и выше. Сварку необходимо производить в среде защитных газов (аргона, гелия) высокой чистоты, под специальными флюсами или в вакууме. При температурах нафева выше 350 С титан поглощает кислород с образованием поверхностного (альфированного) слоя высокой твердости Ti + О2 = Т10г. При нагреве до температур выше 550 С титан растворяет азот, химически взаимодействует с ним, образуя малопластичные фазы внедрения (нитриды) [c.469]

При травлении титана и его сплавов важна полнота удаления альфированного слоя, присутствие которого контролируется металлографическим методом иа образцах-свидётелях, прошедших травление одновременно с обрабатываемыми деталями. [c.106]

В процессе нагрева образуется диффузионный слой, состоящий из альфированного слоя (твердого раствора кислорода в титане) и слоя окислов титана (в песке) и карбоокислов титана (в графите). Слой окислов или кар-боокислов имеет плотное строение и прочно связан с аль-фированным слоем. Глубина и твердость диффузионных слоев зависит от состава сплава, температуры и времени на1 рева. [c.378]

При технологических и эксплуатационных нагревах, особенно вьппе 550-600 °С, необходимо принимать меры для защиты титана от окислешм и газонасьпцения (альфированный слой) (см. гл. 3). [c.698]

Важная особенность Т. — его способность образовывать твердые растворы с атмосферными газами и водородом. Поэтому при нагреве Т. на воздухе на его поверхности, кроме обычной окалины, образуется насыщенный кислородом твердый (альфировап-ный) слой, толщина к-рого зависит от темп-ры и продолжительности нагрева. Этот слой состоит из твердого раствора на основе а-титана, стабилизированного кислородом, и имеет более высокую темп-ру превращения, чем основной металл. Образование альфированного слоя на поверхности деталей или полуфабрикатов нежелательно, так как он может вызвать хрупкое разрушение. Для удаления этого слоя детали подвергают травлению в кислотах и расплавах солей и щелочей, причем в нек-рых случаях необходим последующий вакуумный отжиг (для удаления поглощенного при травлении водорода). Образование альфированного слоя можно уменьшить или полностью предотвратить, нагревая детали в атмосфере аргона или применяя елец, предохранительные обмазки. [c.323]

Химическая активность (в частности сродство к кислород титана и его сплавов ограничивает температурный диапазон применения, приводит к необходимости принятия надлежащ] мер при сварке, снижения температуры и длительности отжш При высокотемпературном окислении титана и его сплавов поверхности образуется хрупкий альфированный слой, сост< щий из рутила (Ti/62). Со временем диффузия кислорода вну1 металла может приводить к сквозному охрупчиванию дета. При легировании титана алюминием и вольфрамом скорЫ окисления титановых сплавов уменьшается. [c.56]

При температуре 650—700° С титан образует стойкий окисел TiOj (рутил), выше температуры 900 С — нитриды с азотом воздуха. Для предотвращения насыщения титана или его сплавов кислородом и азотом прч,иагреве, способствующего охрупчиванию, слой окисла и хрупкий слой твердого раствора кислорода и азота в титане (альфированный слой) перед пайкой должны быть тщательно удалены с поверхности паяемых деталей механическим или химическим способом. [c.307]

Образование окисной пленки и альфированного слоя на поверхности паяемого изделия при пайке может быть предотвращено, если изделие нагревать в чистом проточном аргоне или вакууме. Хотя окисел TiOg и не восстанавливается в вакууме с остаточным давлением более lO -s-lO" мм рт. ст., относительно большая растворимость кислорода в а—Ti (до 20%) и сравнительно небольшое содержание кислорода в контейнере при пайке в вакууме 10" —10 мм рт. ст. или в проточном чистом и сухом аргоне (гелии) оказываются достаточными для предотвращения образования окисла на предварительно очищенной поверхности титана при нагреве в этих средах. [c.307]

Титан и его сплавы легко окисляются на воздухе. При нагреве под пайку на поверхности образуется весьма стойкий окисел Т10г (рутил), препятствующий прочному сцеплению паяного шва с основным металлом. Особенно сильно окисляется поверхность титана при нагреве выше 650—700° С. В связи с большой растворимостью кислорода и азота в титане на его поверхности при нагреве на воздухе образуется малопластичный слой твердого раствора а — Т1 (альфированный слой), а при нагреве до температур >900°С образуются нитриды с азотом воздуха. Водород, мало растворимый в а — Т1, образует в а-сплавах гидрид Т1Н, вызывающий их охрупчивание. В (а Ч- р)-титановых сплавах водород растворим в большей степени и ускоряет их эвтектоидный распад. [c.338]

Образование окислов на очищенной поверхности титана при 20° С происходит сравнительно медленно, и пайка может быть произведена в течение первых суток после травления. При нагреве титана и его сплавов под пайку окисная пленка нарастает быстрее, особенно при температурах выше 650—700° С. Образование окисной пленки и альфированного слоя на поверхности паяемого изделия может быть предотвращено, если изделие нагревать в чистом аргоне или вакууме. Хотя окисел TiOa и не восстанавливается в вакууме с остаточным давлением более (133—1,33) 10 H M (10" —XQ- ммрт.ст.), однако относительно большая растворимость кислорода в р —Ti (до 2%) и сравнительно небольшое содержание кислорода в контейнере при пайке в вакууме (0,133 н[м ) или в проточном чистом и сухом аргоне (гелии) оказываются достаточными для предотвращения образования окислов на предварительно очищенной поверхности титана. [c.340]

Окалина наиболее успешно удаляется растворением в расплавленных солях и кислотах. Толстая окалина легче всего удаляется в расплавленных солях, состоящих из раствора 1—2% гидрида натрия в едком натре при 370° С в течение 15 мин. Окисная пленка и поверхностный хрупкий слой титана, насыщенный газами (альфированный слой), удаляются растворением в кислотах. Наиболее рациональными являются водные растворы соляной и плавиковой кислот (30 см НС1, 50 см HF, 950 см НгО) пли азотной и плавиковой кислот (80 см HNO3, 20 см HF, 900 Н2О), а также водный раствор соляной кислоты и фтористого натрия (350 см НС1, 50 г NF, 1000 см Н2О) температура ванны 20—50° С, продолжительность травления 3—15 мин. [c.83]

Наличие альфированного слоя резко снижает технологическую пластичность титана п титановых сплавов. Металл, имеющий альфированный слой, крайне чувствителен при ковке и горячей штамповке к изменению нанряженно-деформирован-ного состояния с увеличением напряжений и деформаций растяжения. Поскольку, практически, при всех методах ковки и штамповки действуют растягивающие напряжения и деформации, при нагреве под горячую механическую обработку титана и титановых сплавов следует избегать образование альфированного слоя. Это достигается нагревом иод ковку и штамповку в нагревательных печах с нейтральной или безокисли-тельной атмосферой. Наиболее подходящей средой для нагрева титана и титановых сплавов является аргон. [c.65]

При пайке титана, так же как и при его обработке, газонасыщенный (альфированный) слой приводит к значительным трудностям в обеспечении растекаемости припоя. Поэтому перед пайкой титана и титановых сплавов рекомендуется слой удалять известными способами, например механическим или травлением в кислотах. Пайку проводят в вакууме в редких случаях - в аргоне повьцаенной чистоты при температуре 800...900 °С. Нагрев до такой температуры при указанном виде защиты от окисления способствует смачиваемости припоя и обеспечению пайки. Выше температуры 900 °С нагревать титан не рекомендуется из-за склонности его к росту зерна и, соответственно, падению пластичности, хотя прочность при этом практически не снижается. В качестве припоев для пайки титана и титановых сплавов находят применение припои на основе никеля или меди, а также серебра. Иногда как основу припоя используют алюминий, образующий с титаном ограниченную область твердых растворов. В ряде случаев на титан наносят барьерные покрытия, например молибден, а затем поверх его никель или медь. Такая композиция покрытий позволяет обеспечить пайку титана с другими металлами без хрупких фаз в паяном шве. [c.478]

Поры в сварных соединениях, которые чаще располагаются в виде цепочки по зоне сплавления, снижают статическую и динамическую прочность сварных соединений. Их образование может вызываться попаданием водорода вместе с адсорбированной влагой на присадочной проволоке, флюсе, кромках свариваемых изделий или из атмосферы при нарушении защиты. Перераспределение водорода в зоне сварки в результате термодиффузионных процессов при сварке также может привести к пористости. Растворимость водорода в титане уменьшается с повышением температуры. Поэтому в процессе сварки титана водород диффундирует от зон максимальных температур в менее нагретые области, от шва - к основному металлу. Важнейшими мерами борьбы с порами, вызванными водородом при высококачественном исходном материале, является тщательная подготовка сварочных материалов, в частности прокалка флюса, применение защитного газа гарантрфованного качества, вакуумная дегазация и зачистка перед сваркой сварочной проволоки и свариваемых кромок (удаление альфированного слоя травлением и механической обработкой, снятие адсорбированного слоя перед сваркой щетками или шабером, обезжиривание), соблюдение защиты и технологии сварки. В сварном шве поры могут образоваться вследствие задержания пузырьков инертного газа кристаллизующимся металлом сварочной ванны при сварке титана в среде защитных газов захлопывания микрообъемов газовой фазы, локализованных на кромках стыка, при совместном деформировании кромок в процессе сварки химических реакций между поверхностными загрязнениями и влагой и т.д. [c.127]

Соединить такие пары пайкой в одном технологическом цикле очень сложно необходим высокий вакуум (10" Па) и предварительная химическая обработка поверхностей вольфрама и титана для удаления оксидов WO и TiOj, а также альфированного слоя у титана. Сварка плавлением не обеспечивает требуемой прочности из-за резкого снижения пластичности вольфрама в результате рекристаллизации, а при соединении титана с медью образуются хрупкие интерметаллиды. [c.161]

При сварке титана плавлением необходима надежная защита от газов атмосферы металла сварочной ванны и остывающих участков металла шва и околошовной зоны до температуры 400—5С0 С Необходимо удалять газонасыщенный (аль-фированный) слой, образующийся при ковке, штамповке, прокатке на воздухе. Слой удаляют либо механической обработкой, либо песко- или дробеструйной обработкой с последующим травлением. При неполном удалении альфированного слоя невозможна качественная сварка (поры, трещины) [c.35]

При комнатной температуре поверхность титана растворяет кислород, образуется его твердый раствор в а-титане. Возникает слой насыщенного раствора, который предохраняет титан от дальнейшего окисления. Этот слой называют альфированным. При нагреве титан вступает в химическое соединение с кислородом, образуя ряд окислов от TigO до Ti02- По мере окисления изменяется окраска оксидной пленки от золотисто-желтой до темно-фиолетовой, переходящей в белую. По этим цветам в околошовной зоне можно судить о качестве защиты металла при сварке. С азотом титан, взаимодействуя активно при температуре более 500 °С, образует нитриды, повышающие прочность, но резко снижающие пластичность металла. Растворимость водорода в жидком титане больше, чем в стали, но с понижением температуры она резко падает, водород выделяется из раствора. При затвердевании металла это может вызвать пористость и замедленное разрушение сварных швов после сварки. Все титановые сплавы не склонны к образованию горячих трещин, но склонны к сильному укрупнению зерна в металле шва и околошовной зоны, что ухудшает свойства металла, [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...