Окисление титановых сплавов

Как показано ранее, введение до 2,5% циркония в сплав ВТ9 отрицательно сказывается на термической стабильности (пластические свойства сплава ВТ9 после нагрева при 500° С в 10—12 раз ниже, чем у сплава ВТ8). Это, по-видимому, связано с тем, что наличие циркония ускоряет окисление титановых сплавов. [c.41]

Кривые окисления титановых сплавов ВТ8 и ВТ9 при температурах 450 550°С аналогичны кривым окисления чнс гого титана в интервале температур 150--350°С [124]. [c.390]

Отмеченная разница потери пластичности после длительной выдержки до 6000 ч при температурах 450, 500 и 550° С готовых образцов сплавов ВТ9 и ВТ8 свидетельствует о влиянии химического состава. В данном случае химический состав сплава ВТ9 отличается от сплава ВТ8 содержанием 1 % циркония (содержание остальных легирующих элементов практически одинаковое). Поэтому можно считать, что цирконий способствует повышению окисления титановых сплавов. [c.390]

Защита от окисления Титановые сплавы [c.31]

Была исследована кинетика окисления титановых сплавов ВТ-6С, ВТ-8, ВТ-9, ВТ-14 при 800—1150° С и выдержке 0,5—4 ч. Окисляемость образцов сплава без защиты и с покрытиями определяли при 650—870° С (ВТ-16, ВТ-22/, 850—1050° С (ВТ1-0.ВТ-9), при 1200-1300° С (ВТ-9) в печах с воздушной атмосферой и с аргоном. Минимальная продолжительность испытаний 0,1 ч, максимальная — 15 ч. [c.185]

Окисление титановых сплавов (рис. 55) с покрытием ЭВТ-8 при температуре 1000° С в 1,5—2,5 раза меньше, чем без покрытия [c.104]

При высокой температуре в воздухе, азоте или водороде. Окисление на. воздухе протекает при температурах выше 450 С с образованием оксидов титана и нитридов. Температура воспламенения падает с повышением давления воздуха, что иногда приводит к локализованному выгоранию изготовленных из титанового сплава лопаток компрессоров газовых турбин [42]. Гидрид титана легко образуется при температурах выше 250 °С, а при более низких температурах — при катодном выделении водорода. Абсорбция кислорода, азота или водорода при повышенных температурах приводит к охрупчиванию металла. [c.378]

Газовая сварка реализуется за счет оплавления газовым пламенем частей соединяемых деталей и прутка присадочного металла, она используется для соединения деталей из металлов и сплавов с различными температурами плавления при небольшой толщине (до 30 мм), а также для сварки неметаллических деталей. Для ее реализации не требуется источника электроэнергии. Широкое распространение имеет электродуговая сварка, при которой оплавленный (за счет электрической дуги) металл соединяемых элементов вместе с металлом электрода образует прочный шов. Для защиты от окисления шва электрод обмазывают защитным покрытием часто сварку производят под слоем флюса или в защитной среде инертных газов (аргона, гелия). Электродуговой сваркой на сварочных автоматах, полуавтоматах, а также вручную соединяют детали из конструкционных сталей, чугуна, алюминиевых, медных и титановых сплавов. Последние сваривают в среде аргона или гелия. [c.469]

Важной задачей является правильный выбор способа сварки в соответствии с назначением, формой и размерами конструкций. Назначение способа сварки в значительной степени определяется свариваемостью, особенно при соединении разнородных материалов, конструктивным оформлением сварных соединений, степенью их ответственности и производительностью процесса. Необходимо также учитывать тип соединений, присадочный материал, приемы и обеспечение удобства выполнения сборочно-сварочных соединений. Эти условия предопределяют механические свойства соединений и допускаемые напряжения, необходимые для прочностных расчетов конструкций. Так, для сварки длинных швов встык более технологично применение дуговой автоматической сварки. Толстостенные элементы соединяют электрошлаковой сваркой. Для сварки внахлест тонколистовых материалов рационально применение контактной сварки. Некоторые виды свариваемых материалов (алюминиевые и титановые сплавы, нержавеющие стали и т. п.) требуют надежной защиты зоны сварки от окисления, т. е. применения аргонно-дуговой, электронно-лучевой и диффузионной сварки. Необходимо также учитывать возможности механизации и автоматизации процесса выбранного способа сварки. [c.164]

ЗАЩИТА ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ [c.152]

Трихлорэтилен и углеводородные среды (56). Отдельные титановые сплавы в напряженном состоянии быстро растрескиваются в парах трихлорэтилена. В частности, обнаружено растрескивание участка сварных соединений из сплава — — 5 % А1 —2,5 % 8п, имеющего высокие остаточные сварочные напряжения. Подобное поверхностное растрескивание выявлено на сварных соединениях титановых сплавов в углеводородных средах с примесью галогенидов. Характерная особенность этих видов коррозионного растрескивания—практическое отсутствие периода зарождения трещин. Так как данное явление наблюдали главным образом на поверхности сварных соединений, его связывают с поверхностным окислением и наличием в тончайшем поверхностном слое трещин. И действительно, в результате снятия поверхностного слоя толщиной 5 мкм после сварки растрескивания не происходит. Имеющиеся трещины развиваются в трихлорэтилене и углеводородных средах. [c.56]

Гальванические покрытия и поверхностная химико-термическая обработка. Гальванические покрытия, как правило, резко снижают усталостную прочность титановых сплавов [173, 177] (табл. 35). Наибольшее снижение усталостной прочности при нанесении гальванических покрытий наблюдается, когда в качестве подготовки поверхности применяют кислотное травление, само по себе отрицательно влияющее на усталостную прочность. Применение перед химическим или электрохимическим методами покрытия других видов предварительной подготовки поверхности, например гидропескоструйной, заметно снижает неблагоприятное влияние гальванических покрытий на прочность. Из данных табл. 35 следует также, что некоторые виды ЭХО и химической обработки мало влияют на усталость (анодное окисление, кадмирование и сульфидирование). [c.183]

Титановые сплавы, за исключением сплава АТ2-1, по сравнению с алюминиевыми, судя по электронной эмиссии, окисляются быстрее. Процесс окисления подчиняется линейному закону, а образование окисной пленки предельной толщины практически завершается через 30 лын, тогда как у остальных испытанных сплавов — через сутки. Сплав ОТ4 занимает промежуточное положение по скорости затухания эмиссии, а у сплавов АТЗ и 0Т4 она прекращается практически одновременно (рис. I1I.3). [c.51]

Титановые сплавы имеют более высокую коррозионную устойчивость по сравнению с технически чистым титаном. В титановых сплавах содержатся элементы, образующие с титаном многокомпонентные однофазные системы. Молибден образует непрерывный ряд твердых растворов и способствует повышению коррозионной устойчивости сплава в соляной, серной и фосфорной кислотах. Достаточно ввести 3—4% молибдена, чтобы значительно повысить устойчивость сплава в перечисленных кислотах. При увеличении содержания молибдена до 20% и выше сплав становится практически устойчивым в кипящих растворах соляной, серной, фосфорной и щавелевой кислот, хлориде алю миния и др. Ti—Ве-сплав наиболее устойчив к окислению при температурах до 900°С, [c.152]

Улучшения обрабатываемости титановых сплавов можно достичь использованием тепла от нагрева в операциях металлургического цикла. Температура выгрузки слитков не должна превышать определенной величины (например, 600—650° С), чтобы исключить возможность сильного окисления поверхности. Вместе с тем, заготовка за время обработки не должна успеть остыть ниже определенной температуры [c.36]

При резке стали основное количество теплоты (70. .. 95 %) образуется при окислении металла. Этим условиям удовлетворяют низкоуглеродистые и низколегированные стали, титановые сплавы. Чугун не режется кислородом вследствие низкой температуры плавления и высокой температуры горения медь - из-за высокой температуры плавления и малой теплоты сгорания алюминий - из-за высокой тугоплавкости образующихся оксидов. Высоколегированные стали (хромистые, хромоникелевые и т.д.) не режутся ввиду образования тугоплавких, вязких шлаков. [c.90]

В настоящее время ограничение температурного порога и ресурса применения жаропрочных титановых сплавов при предельных температурах связано главным образом с падением пластичности вследствие окисления поверхности. [c.398]

Изучение возможности возникновения разрушения при контакте окисленных титановых сплавов с твердыми солями галогенов при 20°С. Для этого были использованы образцы сплава ВТ5-1 в двух структурных состояниях а-твердый раствор и а-твердый раствор с предвыделениями й2ч()азы. Для создания таких структурных состояний при одинаковых поверхностных оксидных пленках в первом случае образцы выдерживали в течение 10 ч при 600°С, после чего закаливали с 750°С (выдержка составляла 10 мин). Во втором случае образцы вначале закаливали с 750°С, а затем подвергали старению при 600°С, 10 ч. В результате установлено, что при нагружении образцов сечением 3X10 мм трехточечным изгибом в 3 %-ном растворе ЫаС1 в первом случае происходил надрыв поверхностных оксидных слоев с последующей глубокой пла-74 [c.74]

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]

Наиболее важным является алюминий, вводимый в большинство титановых сплавов он увеличивает прочность и жаропрочность титановых сплавов (рис. 35), а также их сопротивление окислению при высоких тем- пературах. Кроме того, титановые сплавы, содержащие алюминий, ха- 1)qq рактеризуются высокой термической стабильностью, т. е. мало снижают свои механические свойства no wie длительной выдержки при высоких температурах это связано со свойствами а-фазы, стабилизированной добавкой алюминия. [c.81]

В данной работе рассматривался вопрос защиты титановых сплавов (ВТ-8, ВТ-18У) силикатными покрытиями при повышенных температурах и длительных выдержках. Защитные свойства покрытий определялись термомассометрическим и металлографическим анализами в замером микротвердости диффузионного поверхностного слоя сплавов. Показано, что разработанные стеклокерамические покрытия защищают сплавы титана при 700—800° С от окисления кислородом воздуха. Лит. — 6 назв., ил. — 1, табл. — 1. [c.266]

Таким образом, ироведениое исследование показало возмояшость использования водных хлоридных флюсов для защиты поверхности титановых сплавов от окисления перед погружением в расплав алю- [c.190]

В настоящее время выявлены основные факторы, влияющие на горячесолевое растрескивание титановых сплавов (21, 44—46 и др.]. К ним относятся а) факторы внешней среды —состав соли, температура испь1тания, уровень растягивающих напряжений, наличие окисляющей среды (воздух и влага), цикличность или непрерывность условий нагружения и действия соли 6) факторы материала — состав и структурное состояние сплава (его термомеханическая предыстория и конечная термообработка), состояние поверхности (особенно характер оксидных пленок и диффузионных окисленных поверхностных слоев). [c.43]

При нарезании наружной и внутренней резьбы на стальных деталях применяют сульфофрезол, а на чугунных — керосин. Наилучшими жидкостями с точки зрения качества поверхности при нарезании резьбы на стальных и чугунных деталях являются осер-ненные эмульсии, а также маловязкие высокоактивные жидкости — юкисленные керосин, олифа, смесь сульфофрезола с олифой или керосином (10%), а также смесь керосина (75%) с олеиновой кислотой или растительным салом (25%). При нарезании резьбы на. деталях из кислотостойких и жаропрочных сталей, а также из титановых сплавов применяют окисленный керосин, смеси керосина с олеиновой кислотой и сульфофрезолом, а также смесь индустриального и веретенного масла (90%) с четыреххлористым углеродом. При резьбофрезеровании применяется минеральное масло и реже сульфофрезол. Для повышения эффективности минераль- [c.270]

Способ получения покрытий, окрашивающихся в процессе анодного окисления алюминия и его сплавов, магния и его сплавов, титановых сплавов, обозначают Аноцвет . [c.862]

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]

С помощью ми оплазменной сварки изготавливают изделия типа сильфонов, тонкостенных трубопроводов, деталей приборов из легированных сталей, алюминиевых, титановых сплавов, некоторых тугоплавких металлов. При сварке титановых сплавов и тугоплавких металлов необходима дополнительная защита металла от окисления. Источники питания для микроплазменной сварки позволяют вести процесс в обычном и импульсном режимах. [c.468]

Пайка в вакууме. Бесфлюсовая пайка с применением разреженного газа при давлении ниже Ю Па называется пайкой в вакууме. При создании в печи или контейнере вакуума с определенной степенью разрежения парциальное давление кислорода становится ниже упругости диссоциации оксидов. Эти условия необходимы для диссоциахдаи оксидов и предупреждения повторного окисления поверхностей паяемых деталей при нагреве в процессе пайки. В вакууме обычно паяют медь, никель, вольфрам, титановые сплавы, высоколегированные и жаропрочные стали. Сплавы, содержащие в своем составе значительное количество алюминия или хрома, при пайке в низком и среднем вакууме требуют дополнительного флюсования, так как оксиды алюминия и хрома очень устойчивы, имеют малое давление пара и начинают испаряться при высоких температурах, близких к температурам их плавления. [c.531]

В монографии описаны некоторые технологические особенности титановых сплавов, отличающие их от других конструкционных металлов. Из этих особенностей для рассматриваемых областей применения наиболее важны способность титана к возгораемости, проникающему окислению и фрикционной коррозии (фрсттиигу). [c.6]

На основании изложенного можно сделать вывод, что с точки зрения теории проблема создания жаропрочных титановых сплавов еще находится в начальной стадии. Особенно это относится к возможности создания на титановой основе жаропрочных с 1лавов для температур выше 550—600° С. Серьезным препятствием для разработки сплавов является низкое сопротивление титана окислению и его возрастаю1цая по мере повышения температуры способность к нзанмодействпю с кислородом и водородом. Для защиты титана от взаимодействия с газами при высоких температурах наряду с легированием должны найти применение и защитные покрытия, например эмали, а также химикотермические методы обработки поверхности. [c.23]

Сплав ВТ20 применяется главным образом для изготовления корпусов компрессора. Механические свойства этого сплава при различных температурах приведены в табл. 19, длительная прочность — в табл. 20 и ползучесть— Б табл. 21. Все применяемые в двигателестрое-нии листовые титановые сплавы обладают вполне удовлетворительной термической стабильностью, т. е. практически не теряют пластичности после длительных выдержек (до 30 000 ч) при температурах до 300° С. При температурах от 300 до 500° С и выдержках более 3000 ч пластичность снижается вследствие проникающего окисления. [c.61]

В процессе эксплуатации титановых сплавов в авиационных двигателях возникают онрсделенные проблемы, к которым можно отнести проникающее окнсленнс (охрупчивание из-за окисления), эрозию, фреттипг-кор-розию, горячую солевую коррозию под напряжением, возгорание и др. [c.388]

Проникающее окисление. В процессе эксплуатации деталей из титановых сплавов при рабочих температурах и длительном ресурсе образуются окисная пленка и обогащенный кислородом слой, который распространяется на определенную глубину в зависимости от температуры и времени нагрева. Альфированпый слой заметно снижает пластичность, как будет отмечено ниже. Однако допускается появление иа поверхности деталей топкой окисной пленки (побежалосги золотистого, синего цвета), которая не обнаруживается под микроскопом. [c.388]

При изучении термической стабильности титановых сплавов было отмечено, что пластичность значительно снижается после длительной выдержки готовых образцов при рабочих температурах, в то время как после ni.i-держки в этих же ус ювиях заготовок и последуюп1его изготовления из них образцов иластичсскпе свойства сохраняются иа высоком уровне. Это свидетельствует о том, что поверхностное окисление является одним из главных факторов, отрицательно влияющих на пластичность титановых сплавов. [c.388]

Изменение пластичности (за счет окисления) в зависимости от времени выдержки носит нелинейный характер (рис. 175,а). Наибольшее снижение пластичности наблюдается за первые 500 ч выдержки, затем интенсивность падения уменьшается, а после выдержки в течение 2000 ч практически не зависит от времени. Наблюдаемое изменение пластичности после длительной выдержки образцов (без окнсиой пленки и с окисной пленкой) является косвенной оценкой окисляемости жаропрочных титановых сплавов. [c.390]

Композиционные материалы с титановой матрицей являются перспективными жаропрочными материалами для авиакосмической техники и найдут применение в новых конструкциях реактивных двигателей, где возникает необходимость в материалах, вьщерживающих температуру эксплуатации до 800 °С. Использование композиционного материала позволяет значительно снизить массу конструкции, что крайне необходимо двд аэрокосмической техники. В настоящее время ведутся исследования по созданию из КМ деталей компрессора, например лопаток, турбин и др. К материалу матрицы жаропрочного КМ предъявляются следующие требования значительное сопротивление окислению, высокая прочность при повышенных температурах, удовлетворительная пластичность при комнатной температуре. Между материалом волокон и матрицей не должно происходить химического взаимодействия при повышенных температурах. В качестве матрицы жаропрочных КМ могут быть использованы псев-до-а-титановые сплавы, например сплав IMI834. В качестве упрочните-ля выступают волокна Si . Сплав IMI834, упрочненный волокнами Si (S S-6), предназначен для эксплуатации при температурах до 550 °С. При производстве данных КМ используются технологии магнетронного распыления и горячее изостатическое прессование. Для предотвращения химического взаимодействия при повышенной температуре волокна и матрицы используются защитные покрытия волокон и метод фазовой [c.202]

На кафедре обработки металлов давлением днепропетровского металлургического института предложено для защиты углеродистых сталей и титановых сплавов от окисления при нагреве перед деформацией использовать спекающиеся потфытия на основе огнеупорной глины. Ейервые в отечественной практике на ША 30-102 внедрена технология горячей прокатки труб с использованием таких защитных покрытий. [c.209]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...