Водород титаном и его сплавами

Рис. 7.17. Поглощение водорода титаном и его сплавами при 600 С [51].

На рис. 1 представлена зависимость количества поглощенного водорода титаном и его сплавами от времени испытания. [c.18]

Способ получения титана и степень его чистоты оказывают существенное влияние на механические свойства металла особенно сильно влияет наличие в титане и его сплавах примесей кислорода, азота и водорода. Эти примеси способны давать с титаном твердые растворы внедрения, повышающие твердость, предел прочности и сильно снижающие пластические свойства металла. Наиболее пластичным и наименее прочным является титан, получаемый йодидным способом. [c.278]

При нагреве выше 400 °С на воздухе титан и его сплавы активно окисляются, в среде водорода и азота титан образует гидриды или нитриды. [c.99]

Особый интерес представляет распределение водорода,в титане и его сплавах, подверженных водородной хрупкости. Растворимость водорода в титане при комнатной температуре мала [c.475]

Вредными примесями титана являются азот, углерод, кислород и водород. Они снижают его пластичность и свариваемость, повышают твердость и прочность, ухудшают сопротивление коррозии. При температурах свыше 500 °С титан и его сплавы легко окисляются, поглош ая водород, который вызывает охрупчивание (водородная хрупкость). При нагреве до температуры выше 800 °С титан энергично поглощает кислород, азот и водород — эта способность его используется в металлургии для раскисления стали. Титан хорошо обрабатывается давлением и сваривается, но плохо поддается резанию. Он служит легирующим элементом для других цветных металлов и стали. [c.252]

Особенно сильно охрупчиваются и упрочняются титан и его сплавы при попадании в них газов. Титан растворяет очень большие количества азота, кислорода и водорода, а-титан может растворять до 14% (по массе) кислорода. [c.102]

Водород является весьма вредной примесью в титане и его сплавах, поскольку он резко снижает ударную вязкость титана даже при очень небольших концентрациях (рис. IV. 12). Так, технический титан имеет в исходном состоянии (после вакуумного отжига) ударную вязкость более 18 кГм/см , а после введения всего 0,015% вес. водорода — 3 кГм/см . [c.386]

При современных методах производства титана и его сплавов содержание водорода может быть уменьшено до достаточно низких значений. Однако чем меньшей концентрации водорода в титане и его сплавах требуется достигнуть, тем труднее это осуществить, тем больше требуется времени и средств для производства такого титана. В связи с этим возникла необходимость установить максимально допустимые концентрации водорода в титановых сплавах. [c.428]

Титан очень легко взаимодействует с кислородом и водородом. При коррозии титана в кислотах, как и при катодной поляризации его, часть водорода, выделяющегося на титане, поглощается металлом. Титан и его сплавы в условиях эксплуатации могут подвергаться катодной поляризации при контакте с менее благородными металлами, при наличии зазоров, щелей (когда внешняя поверхность выполняет роль катода, а щель или зазор являются анодом) и при катодной защите конструкций, отдельные детали которых по конструктивным соображениям выполнены из титана. [c.17]

Трубопроводы из титана и его сплавов применяются в особо ответственных случаях. Затруднения, возникающие нри сварке титана и его сплавов, связаны с его высоким химическим сродством к кислороду, азоту и водороду, причем сродство это увеличивается по мере роста температуры. Растворение газов в титане и его сплавах вызывает хрупкость и повышает его склонность к холодным трещинам. При высоких температурах начинается интенсивный рост зерна, что в итоге также вызывает потерю пластических свойств. Кроме того, процесс сварки трубопроводов из титана и его сплавов затрудняется наличием окис-но-нитридной пленки на поверхности труб. [c.188]

Титан очень коррозионностоек в средах, которые не разрушают защитную пленку на его поверхности, и особенно в средах, которые способствуют образованию такой пленки. Так, он устойчив против азотной кислоты, перекиси водорода, разбавленной серной кислоты, уксусной и молочной кислот, разбавленной и концентрированной азотной кислоты, сернистого газа, сухой и влажной хлорной атмосферы, а также в растворах хлоридов меди, железа, магния, натрия, цинка и т. п. На титан и его сплавы [c.53]

Титан и его сплавы в виде слитков куют в основном при температуре около 790° С, а прокатку предварительно деформированных заготовок осуществляют в интервале 1100—700° С. Титан при нагреве сильно насыщается водородом. Для удаления водорода после обработки давлением производят отжиг поковок в вакуумных печах при 1000° С. [c.154]

Титан в нагретом и расплавленном состояниях становится весьма активным. Он энергично поглощает (растворяет) кислород, азот, водород и другие газы. При насыщении этими газами титан и его сплавы снижают сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке. Эта опасность возрастает с появлением концентратов напряжений в виде пор, непроваров и т. д. Чтобы предотвратить хрупкость, свариваемые детали и электродную проволоку перед сваркой тщательно очищают и подвергают дегазации. [c.257]

Пр.ч температурах выше 500°С титан и его сплавы легко окисляются и поглощают водород, который вызывает охрупчивание (водородная хрупкость). Технический титан хорошо обрабатывается под давлением, сваривается, но обработка резанием затруднена. Металлургической промышленностью он изготовлялся в виде листов, труб, прутков, проволоки и других полуфабрикатов. [c.353]

Коэффициеиты диффузии водорода в титане и его сплавах определялись рядом исследователей. Однако в большинстве случаев насыщение образцов водородом проводилось из газовой фазы при повышенных температурах. Сведений о коэффициентах диффузии водорода при комнатных температурах мало. Так, в частности, авторы [9] и [10] коэффициент диффузии водорода определяли из зависимости концентрации водорода от глубины его проникновения и для сплава ВТ-15 получили [c.53]

Титан и его сплавы (перед нанесением никелевых покрытий химическим и электрохимическим способом) 12 Никеля хлорид Кислота соляная синтетическая техническая Аммония фторид 100—220 100—150 20—40 20—60 До бурного выделения водорода [c.149]

Титан и его сплавы отличаются высокой прочностью, малой плотностью и высокой коррозионной стойкостью в промышленной атмосфере, морской воде и окислительных средах. Однако этот конструкционный материал имеет ряд недостатков. Это — высокий коэффициент трения, низкая тепло- и электропроводность, плохая паяемость, сильное взаимодействие при высокой температуре с кислородом, азотом, углеродом, галоидами и серой. При высоких температурах водород образует с титаном гидриды. Нанесение на титан гальванических покрытий позволяет улучшить его свойства. Для повышения износостойкости и термостойкости титан покрывают хромом, для увеличения электропроводности и обеспечения возможности пайки — серебром, медью, оловом и некоторыми сплавами. [c.420]

Большой интерес представляет изучение диффузии водорода в титане и его сплавах в условиях, приближающихся к условиям работы реальных конструкций, ког- [c.282]

Коэффициенты диффузии водорода в титане и его сплавах [c.283]

Приведенные на рис. 128 данные показывают, что в неоднородном температурном поле водород в титане и его сплавах перемещается из горячей части образца в более холодную. В конечном итоге должно установить- [c.285]

Водород в титане и его сплавах может также перемещаться под действием электрического поля. Электроперенос водорода обусловлен перемещением ионов в электростатическом поле и действием электронного ветра. Электронный ветер обусловлен тем, что на атом вне узла [c.288]

Водородная хрупкость наблюдается не только в титане и его сплавах. При концентрациях выше определенного предела водород снижает пластичность всех металлов без исключения. Характер проявления водородной хрупкости в разных металлах и сплавах имеет свои особенности, что связано с различиями во взаимодействии с ними водорода и природе образующихся при этом взаимодействии фаз. [c.295]

КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА В ТИТАНЕ И ЕГО СПЛАВАХ [c.498]

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]

Титан и его сплавы получают все большее распространение в промышленности. Большим затруднением при сварке титана и его сплавов является высокая активность их к кислороду и азоту воздуха. Кислород, азот, а также водород и углерод отрицательно влияют на свариваемость и являются вредными примесями. Для качественной сварки необходимо, чтобы свариваемый и присадочный металлы содержали вредные примеси в следующих пределах (%, не более) [c.415]

Процесс поглощения водорода титаном и его сплавами во многом определяется коэффициентом диффузии водорода. Коэффициенты диффузии водорода в иодидном титане впервые были определены Василевским и Келем [301] по количеству водорода, поглощаемому стандартными образцами из Газовой фазы за известное время. При применении этого метода возможны ощибки эксперимента из-за поверхностных пленок. [c.282]

Таким образом, титан и его сплавы по своей природе нехладноломкие материалы. Хладноломкость титановых а- и а + Р-спла-вов — частный случай, обусловленный специфическим влиянием водорода. [c.119]

Практически титан и его сплавы устойчивы во всех природных средах атмосфере, почве, пресной и морской воде. Титан и особенно некоторые его сплавы имеют также высокую коррозионную стойкость и в ряде окислительных кислых сред, устойчивы в хлоридах, сульфатах, гипохлоридах, азотной кислоте, царской водке, диоксиде хлора, влажном хлоре, во многих органических кислотах и физиологических средах. Отмечена повышенная стойкость титана и его сплавов по отношению к местным видам коррозии — питтингу, межкристаллитной, щелевой коррозии, коррозионной усталости и растрескиванию. Однако титан не стоек во фтористоводородной кислоте и кислых фторидах, а такл е концентрированных горячих щелочах, хотя и устойчив в аммиачных растворах. Он не стоек и в горячих неокислительных кислотах (НС1, H2SO4, Н3РО4, щавелевой, муравьиной, трихлоруксусной), в концентрированном горячем кислом растворе хлористого алюминия (во многих этих средах, как мы увидим дальше, специальные сплавы на основе титана могут иметь высокую стойкость). Титан не стоек в некоторых сильно окислительных средах — дымящей HNO3, сухом хлоре и других безводных галогенах, в жидком или газообразном кислороде, сильно концентрированной перекиси водорода. Реакция титана с этими средами может носить даже взрывной характер. [c.240]

В настоящее время титан и его сплавы почти не находят применения при изготовлении аппаратуры для производства пергидроля, что, по-видимому, объясняется отсутствием достоверных данных, об их коррозионной стойкости в растворах перекиси водорода и способности катализировать ее разложение [1]. Между тем по своим физико-механическим свойствам эти сплавы могли бы применяться для этих целей и заменить хотя бы часть дефицитной стали Х18Н10Т, расход которой для аппаратурного оформления крупно-тоннажных производств очень велик. Однако это возможно лишь при отсутствии значительного каталитического влияния поверхности титана или его растворимых продуктов коррозии на разложение перекиси водорода. Поэтому определение совместимости титановых сплавов с растворами перекиси водорода представляет несомненный интерес. [c.123]

После отделения солей алюминия сырой этилбензол нейтрализуется концентрированным раствором едкого натра при энергичном перемешивании с помощью центробежного насоса, изготовленного из черных металлов. Сырой этилбензол поступает на первую тарельчатую-колонну из углеродистой стали. С верхней части колонны при 80—8ГС отбираются пары бензола, а кубовый остаток, состоящий из этилбензола с примесью полиэтилбензолов, поступает в среднюю часть второй колонны. Эта колонна сконструирована так же, как и первая бензольная колонна, и выполнена из обычной углеродистой стали. В сыром этилбензоле, точнее в алки-лате, после отмывки и нейтрализации остается некоторое количество связанного хлора в виде хлорпроизвод-ных. Последние при нагревании в процессе ректификации разлагаются с выделением хлористого водорода, который вызывает коррозию кипятильников, обычно изготовляемых из углеродистой стали. На этом участке целесообразно испытать титан и его сплавы. [c.106]

Высокой коррозионной стойкостью в производственном метанольном растворе гексахлорана обладают лишь титан и его сплавы удовлетворительно стоек свинец. Повышенная коррозионная стойкость свинца в метанольном маточнике, по сравнению с чистым метанолом (где свинец разрушается), обусловлена образованием на его поверхности под действием хлористого водорода тонкого защитного слоя хлорида свинца, нерастворимого в метаноде. [c.247]

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]

Многие гальванические покрытия ввиду большей химической активности титана в окислительной среде слабо сцепляются с ним и его сплавами. Для повышения сцепляемости покрытий поверхность титана обрабатывают при относительно невысоких температурах в растворах соляной или серной кислоты. Поверхностные слои насыщаются водородом, частично предотвращающим окисление поверхности титановых сплавов. Некоторые предполагают [10, 125], что при этом образуется пленка гидрида титана, распадающаяся затем при нагреве и образующая на поверхности металла восстановительную газовую среду. В частности, рекомендуется перед нанесением гальванических покрытий травить титан и его сплавы в 40—45%-ном растворе H2SO4 при 70— 80° С в течение 30 мин, или в 30—35%-ном растворе НС1 при 50—55° С в течение 30—60 мин, или в 65%-ном растворе H2SO4 при 50—60° С в течение 5—10 мин [10]. [c.342]

Перед осаждением металлических покрытий титан и его сплавы требуют особой подготовки. При этом юпользуют предложенный Л. И. Каданером метод предварительного образования на поверхности изделия пассивной пленки. При электроосаждении металлов из водных растворов электролита в титан легко диффундирует водород, что ухудшает механические свойства металла, особенно после серебрения, и часто вызывает отслаивание покрытия. Титан легко взаимодействует не только с кислородом, но и с азотом, серой, углеродом, галоидными соединениями при повышенной температуре. Титан и его сплавы все более широко применяются как конструкционные материалы, и потому покрытие их другими металлами служит защитой от коррозии, а также обеспечивает изменение свойств в требуемом направлении (повышение износостойкости, термостойкости, электропроводимости, возможности пайки и т. п.). [c.204]

Титан и его сплавы. Титан относится к группе тугоплавких металлов. Температура плавления титана 1665 qz 5° С, плотность 4,5 г/см . Предел прочности при растяукении чистого титана Ов = 250 МН/м , удлинение б = 70% технического титана, со-дер кащего примеси, Ов = 300 -i- 550 МН/м , б = 20 ч- 30%, т. е. чем больше примесей содержится в титане, тем выше его прочность и ниже пластичность. Однако отношение a ly (удельная прочность) титана значительно выше, чем у многих легированных конструкционных сталей. Вследствие этого при замене стали титановыми сплавами можно при равной прочности получить до 40% экономии по массе детали. Несмотря на высокую температуру плавления, титан имеет более низкую жаропрочность, чем сплавы на основе железа и никеля. Предельная температура использования титана и его сплавов не выше 550—600° С. При более высокой температуре титан и его сплавы легко окисляются и поглощают водород. [c.24]

Приведенные выше выводы для атомов внедрения нельзя распространить на растворы водорода в титане и его сплавах. Водород в металлах ионизирован до протона. Однако электронный газ экранирует протон и образует вокруг него сгущение определенного радиуса. Новое образование не является атомом водорода, так как не возникает квантованных состояний. Такое образование можно назвать квазиионом. [c.35]

Рис. 122. Растворимость водорода в а -фазе в нелегированном иодидном титане /) и его сплавах с 0,2% Ог или N2 <2), 5% А1 (3) и 10% Яп (4)

Водород начинает взаимодействовать с титаном и его сплавами при довольно низких температурах [6, 275, 276, 299]. Было обнаружено, что титан, отожженный предварительно в высоком вакууме, поглощает водород уже при комнатной температуре. С повышением температуры скорость поглощения водорода титаном возрастает. Как показали Гульбранзен и Андрю [298], для чистейшего иодидного титана, отожженного при высокой температуре в вакууме, наибольшая скорость поглощения наблюдается при температурах, близких к 573 К-Для технически чистого титана максимум скорости поглощения водорода сдвигается к более высоким температурам—порядка 973—1073 К (рис. 126) [6]. Кинетика поглощения водорода технически чистым титаном суще- [c.280]

В табл.31 сопоставлены результаты исследований диффузии водорода в титане и его сплавах по данным разных авторов. Хотя имеются разногласия в приведенных данных, несомненно, что диффузия водорода в иодидном титане протекает легче, чем в магниетермическом, а подвижность водорода в [5-фазс значительно больше, чем в а-фазе. [c.282]

Как следует из приведенных выше данных, в титане и его сплавах давление молекулярного водорода в несплошностях внутри металла ничтожно мало и поэтому хрупкость, обусловленная высоким давлением водорода, в них не наблюдается. Окислы титана и раствор кислорода в титане не восстанавливаются водородом прн самых высоких тс.мпературах и поэтому развитие водородной болезни в титане и его сплавах также исключено. Анализ проведенных нами экспериментов в сопоставле- [c.298]

Расхождение между значениями энергии активации при диффузии и при восстановлении пластичности можно объяснить двояко. Во-первых, скорость диффузии водорода в -фазе снлава Ti — 140А может существенно отличаться от скорости диффузии в -фазе исследованных сплавов. Во-вторых, при низких температурах диффузия водорода в титане и его сплавах в отличие от диффузии при высоких температурах может существенно зависеть от структурных ( акторов. [c.329]

Ряд исследований, выполненных иа титане и его сплавах, показал, что водород облегчает зарождение и распространение трещин. В работе [2] описано влияние водорода на склонность титана к распространению трещин. Способность металла к распространению трещин увеличивается с уменьщением работы, затрачиваемой на разрущение образца или изделия после зарождения трещины. Эту работу определяют графически из диаграммы в координатах нагрузка — стрела прогиба, полученной при испытании на статический изгиб надрезанных образцов. Работа, необходимая для раснростра-нения трещины, количественно равна площади части диаграммы, записанной после образования трещины. [c.436]

Для того чтобы судить о возможности развития водородной хрупкости в титане и его сплавах в тех или иных конкретных случаях, нужно знать минимальные концентрации водорода, приводящие к ее развитию. Максимально допустимые концентрации водорода к настоянц--му времени установлены для большинства промышленных сплавов. [c.496]

Как известно, титан и его сплавы подвергают химикотермической обработке оксидированию, азотированию, борированию, карбидированию, силицированию. Наибольшие успехи достигнуты в азотировании титана и его сплавов. Подобные покрытия увеличивают износостойкость титана, уменьшают коэффициент его трения в паре со многими металлами, повышают коррозионную стойкость титана и его сплавов во многих агрессивных средах. По нашему мнению, защитные покрытия, создаваемые методами химикотермической обработки, могут заметно повышать стойкость титана в содержащих водород средах. [c.521]

На воздухе ири температурах до 500° С титан практически стоек. Выше 500° С он активно взаимодействует с атмосферными газами (кислородом, азотом), а также с водородом, окисью углерода, водяным паром. Азот и кислород, растворяясь в титане в значительных количествах, снижают его иластические свойства. Углерод при содержании более 0,1—0,2%, откладываясь в виде карбида титана по границам зерен, также сильно снижает пластичность титана. Особенно вредной примесью является водород, который уже прп содержании в тысячных долях процента приводит к появлению очень хрупких гидридов п этим вызывает хладно,ломкость титана. Все эти примеси ухудшают коррозионную стойкость, а также свариваемость титана. Из-за сильной реакционной способности титан и его сплавы плавят в вакуумных дуговых электрических печах в медных водоохлаждаемых кристаллизаторах. [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...