Взаимодействие титана с газами

В связи с высокой химической активностью титана при повышенных температурах и особенно в расплавленном состоянии основной трудностью при его сварке плавлением является обеспечение надежной защиты от атмосферы не только сварочной ванны и корня шва, но и остывающих участков сварного соединения, нагретых до >350 °С, т.е. до тех температур, при которых начинается заметное взаимодействие титана с газами атмосферы. [c.132]

Взаимодействие титана с газами и окисление при высоких температурах [c.183]

Взаимодействие титана с газами Нг, Ог, N2 и окисление при высоких температурах освещено во многих работах [36, 37, 38, 175, 178—183]. [c.183]

Основы технологии плавки. В процессе плавки титана происходит взаимодействие металла с газами (водородом, кислородом, азотом и углеродом) и с огнеупорными материалами плавильного тигля и литейной формы. Он обладает наиболее высоким средством к кислороду, чем остальные жаропрочные и тугоплавкие металлы. [c.300]

В последние годы широко применяют дуговую сварку титана и его сплавов в атмосфере инертного газа или автоматическую дуговую сварку под флюсом на основе Са, Na, исключающим возможность взаимодействия титана с кислородом. [c.497]

ИЗМЕНЕНИЕ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ РЕАКЦИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТИТАНА С РАЗЛИЧНЫМИ ГАЗАМИ [c.239]

Эффективность защиты зависит от чистоты газа и ряда технологических факторов (расход газа, расстояние между соплом горелки и поверхностью изделия, скорость сварки и т. д.) и конструкции защитных устройств (горелки, подкладки). Взаимодействие титана с азотом сопровождается образованием на поверхности металла желто-коричневой нитридной пленки. Газо-насыщение металла при сварке особенно велико у поверхности. [c.370]

Отличительная особенность титана, по сравнению с другими металлами, использующимися для эмалирования, состоит в активном взаимодействии его с газами в процессе эмалировочного обжига. Причина тому высокая химическая активность титана при нагреве, его большое сродство к кислороду, азоту, водороду, с которыми титан образует химические соединения и твердые растворы. [c.182]

Процесс поглощения титаном азота имеет много общего с процессом поглощения кислорода. Скорость взаимодействия титана с азотом, как и с кислородом, в широком диапазоне не зависит от давления газа, что указывает на диффузионный контроль процесса. Данные ряда исследователей [73], [80], [81] пока- [c.50]

На поверхности титана в процессе окисления образуются оксиды /7-типа, характеризуемые избыточным содержанием атомов металла против стехиометрического состава. Поэтому скорость окисления в диффузионном режиме должна зависеть от давления газа-окислителя, и понижение давления воздуха в этом случае не является эффективным средством для защиты титана от окисления. Однако понижением давления газа-окислителя до некоторой величины можно создать такие условия, когда скорость окисления будет лимитироваться подводом газа к поверхности раздела оксид-газ. Этот режим окисления принято называть кинетическим. В кинетическом. режиме скорость реакции взаимодействия металла с газом сильно зависит от давления газа и в предельном случае пропорциональна ему. [c.177]

Практически не взаимодействуя с газами при низких температурах, титаи активно взаимодействует с ними при высоких температурах (с кислородом — уже при 250—300 °С и особенно интенсивно при 700 °С, с азотом — при 8.50 °С, максимум взаимодействия технического титана с водородом — при 700—900 С, а у чистейшего йодидного титана — при 300 °С). [c.324]

Одним из важных свойств титана и его сплавов является способность их активно взаимодействовать с газами при высокой температуре. Это свойство обуславливает ряд особенностей указанных материалов в машиностроительном производстве и в эксплуатации. [c.64]

Высокая коррозионная стойкость титана достигается за счет образования на его поверхности плотной оксидной пленки. Главные недостатки титана — склонность к взаимодействию с газами при температурах выше 500-600 °С, высокая стоимость, плохая обрабатываемость резанием, низкая износостойкость. Главная цель легирования титана — повышение механических свойств. Такие легирующие элементы как, А1, Fe, Мп, Сг, Sn, V, повышают прочность титана, несколько снижая при этом пластичность и вязкость. А1, Zr, Мо, Sn — увеличивают жаропрочность, Мо, Zr, Nb, Та — повышают коррозийную стойкость. [c.216]

Слитки титана обрабатывают давлением. Кроме того, из титана изготовляют фасонные отливки. Однако, несмотря на то, что фасонные отлнвки из титана были получены еще в первые годы его технического применения, до сих нор ни в одной стране мира нет массового производства фасонного литья из титана. Ограниченное производство фасонных отливок из титана обусловлено высокими скоростями химического взаимодействия титана со всеми известными в настоящее время формовочными и огнеупорными материалами, л также с газами. [c.374]

При сварке титана возникают трудности, обусловленные его большой химической активностью. В связи с этим в процессе сварки необходимо защищать от взаимодействия с газами не только расплавленный металл шва, но и все сильно нагретые части, в том числе и противоположную сторону шва. Несмотря на этп трудности, в настоящее время успешно применяется дуговая сварка в атмосфере защитных газов (гелия и аргона). Широко используют также контактные методы сварки точками, швом и в стык. [c.376]

Титан и сплавы на его основе — сравнительно новый конструкционный материал, имеющий большое будущее благодаря высокой удельной прочности в интервале 450—500 °С и хорошую коррозионную стойкость во многих средах. По прочности и коррозионной стойкости этот материал в ряде случаев превосходит нержавеющую сталь. Титан — серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см (плотность на 40 % меньше стали и только на 70 % больше алюминия) и температурой плавления 1650—1670°С. Свойства титана и его высокая температура плавления требуют при сварке концентрированного источника теплоты. Однако более низкий коэффициент теплопроводности и более высокое электрическое сопротивление создают условия для потребления меньшего количества электроэнергии по сравнению со сваркой стали и, особенно, алюминия. Титан практически не магнитен, поэтому при сварке заметно уменьшается магнитное дутье. Главным отрицательным свойством титана является его способность активно взаимодействовать с газами при повышенных температурах. При комнатной температуре титан весьма устойчив против окисления, но при высокой температуре он легко растворяет кислород, что приводит к резкому повышению прочности и снижению пластичности. Содержание кислорода в титановых сплавах, используемых для сварных конструкций, должно быть не более 0,15%. По эффективности воздействия на тнтан азот является более энергичным элементом, чем кислород и резко повышает его прочностные свойства, понижая пластические. Максимально допустимое содержание [c.15]

Способность титана активно реагировать с газами, а также взаимодействие расплавленного металла со всеми известными огнеупорными материалами усложняют плавку титана. [c.265]

По другому методу восстановление титана производится из газовой фазы в результате взаимодействия паров четыреххлористого титана с парами магния, разбавленными инертным газом, пропускаемым через перегретый магний [22]. Продукты реакции переносятся потоком аргона из реактора в зону быстрого охлаждения, откуда они выходят в виде свободно текущего порошка. [c.99]

Сплавы, содержащие в основном алюминий и поэтому обладающие а-структурой (например, сплав ВТ5, содержащий 4,3—6,2 % А1), хорошо свариваются, устойчивы против коррозии в атмосферной среде, загрязненной газами до температуры 1090 °С, сохраняют высокую прочность при нагреве до 650 °С. Однако их пластичность ниже пластичности двухфазных сплавов, имеющих а- и р-фазу. Все деформируемые сплавы титана можно применять и для фасонного литья, но делают это редко, так как титан легко взаимодействует с газами и формовочными материалами. [c.182]

Титан и его сплавы благодаря высоким физикохимическим свойствам все больше применяют в качестве конструкционного материала для авиационной и ракетной техники, химического машиностроения, приборостроения, судо- и машиностроения, в пищевой и других отраслях промышленности. Титан почти в два раза легче стали, его плотность 4,5 г/см , он обладает высокими механическими свойствами, коррозионной стойкостью при нормальных и высоких температурах и во многих активных средах, теплопроводность титана почти в четыре раза меньше теплопроводности железа. Технический титан и его сплавы имеют легирующие добавки, повышающие прочность Сп до 1000—1500 МПа. Сварка титана затруднена его способностью активно взаимодействовать с газами [c.235]

Вследствие активного взаимодействия титана и его сплавов с газами дуговая сварка покрытыми электродами не обеспечивает требуемых качеств сварного соединения и не применяется. Применяют ручную дуговую сварку вольфрамовыми электродами в аргоне, гелии или в их смеси. Однако обычная защита, применяемая при сварке горелкой с обдувом защитным газом электрода, зоны дуги и ванны, также недостаточна, так как металл уже реагирует с кислородом при нагреве до 450 °С и выше. Следовательно, необходимо обеспечить защиту выполненного горячего шва и обратной стороны соединения, подвергаемой нагреву. Для полной защиты при сварке титана и его сплавов неплавящимся электродом применяют защитные камеры нескольких типов. Прн сварке на воздухе в цехе или на монтажной площадке применяют камеры-насадки (рис. 18.2, а) для местной защиты зоны сварки и нагретого сварного соединения. При местной защите обратная сторона шва может быть защищена специальной подкладкой с канавкой (рис. 18.2,6), куда подают защитный газ. При сварке трубопроводов применяют поддув защитного газа внутрь трубы (рис. 18.2, в). Для общей защиты свариваемой детали применяют жесткие, мягкие или полумягкие герметичные камеры, куда помещают деталь и горелку и наполняют инертным газом под небольшим давлением. Сварщик манипулирует горелкой с помощью гибких или жестких механических рук и наблюдает за процессом сварки через иллюминаторы или через про- [c.236]

В ряде работ зарубежных ученых 1171, 172] также подчеркивается, что предупреждение взаимодействия материала с кислородом и другими атмосферными газами дает, вероятно, единственную возможность нанесения качественных покрытий напылением из титана, вольфрама, молибдена, тантала, ниобия и циркония. [c.239]

При сварке титана учитывается его взаимодействие с газами, склонность зерна р-фазы к перегреву и образование хрупкой а -фазы при охлаждении. Наибольшие затруднения при сварке сплавов титана связаны со снижением пластичности соединений благодаря закалке и насыщению газами. Склонность титановых сплавов к закалке зависит от типа легирующего элемента. Если элементы стабилизируют р-фазу, пластичность снижается более резко, чем у сплавов с элементами, стабилизирующими о-фазу. Закалка из области р-фазы титана с малым количеством Сг, Мп, Мо, Ее, V сопровождается мартенситным превращением с образованием а -фазы. Элементы, стабилизирующие р-фазу, по уменьшению влияния на пластичность располагаются в ряд Сг, Ее, Мп, У, Мо и V. Первые сильнее снижают пластичность, давая более дисперсную и хрупкую фазу. [c.152]

Актуальность эмалирования титана и его сплавов возникла в связи с необходимостью защиты деталей и полуфабрикатов от взаимодействия с газами при повышенных температурах [179]. [c.182]

Из приведенных примеров следует, что необходимо учитывать и другие факторы, влияющие на интенсивность реакций взаимодействия металла с окружающей средой, в частности, относительную поверхность металла (отношение реагирующей поверхности к объему расплавленного металла). Так, например, при сварке титана в атмосфере аргона с различными дозированными добавками кислорода (азота) [74, 75] при различных режимах дуги и длительности взаимодействия газов с расплавленным металлом ванны были получены приращения кислорода А [О] (азота) в металле, пропорциональные относительной поверхности ванны, времени и парциальному давлению реагирующего газа в газовой фазе [c.68]

Литейные титановые сплавы. По сравнению с деформируемыми литейные сплавы имеют меньшую прочность, пластичность и выносливость, но более дешевы. Сложность литья титановых сплавов обусловлена активным взаимодействием титана с газами и формовочными материалами. Литейные сплавы ВТ5Л, ВТ14Л и ВТЗ-1Л по составу в основном совпадают с аналогичными деформируемыми сплавами (в то же время сплав ВТ14Л дополнительно содержит железо и хром). [c.197]

Взаимодействие титана с газами, имеющимися в воздухе, в условиях высоких температур приводит в процессе получения литых и кованых заготовок к образованию наружного слоя, отличзн - [c.114]

Металлический титан в виде тонкой стружки может гореть на воздухе или в атмосфере азота при достаточно сильном местном подогреве (например, при обработке тупым режущим инструментом). Известны случаи загорания массивных титановых заготовок и слитков в нагревательных печах, причиной чего обычно является присутствие железной окалины на поду печи, что вызывает возникновение сильно экзотермической реакции восстановления железа. Окисел титана хорошо растворяется в жидком титане и поэтому не может предохранить расплавленный металл от бурного взаимодействия с кислородом воздуха в отличие, например, от алюминия, для которого защитное действие окисной пленки сохраняется и после расплавления металла. Эта особенность химического взаимодействия титана с кислородом требует применения вакуума или атмосферы нейтрального газа при плавке титана, а также ограничивает применение титана в средах, богатых кислородом, из-за опасности самозагорания. [c.171]

Взаимодействие титана с кислородом в атмосферных условиях протекает уже при 20 °С. По мере повышения температуры интенсивность окисления возрастает. При достилсении 450 °С параллельно с окислением идет процесс проникновения кислорода в кри-сталл1 ческую решетку титана и образование газонасыщенного слоя, представляющего собой твердый раствор газа в металле. При температуре выше 600 °С кислород активно диффундирует в титан. [c.38]

Реакции взаимодействия титана с кислородом, азотом, углеродом, окислами углерода и парами воды протекают с большой убылью свободной энергии (табл. 34). Поэтому ничтожные примеси названных выше газов и углерода реагируют с титанол с образованием окислов, карбида и нитрида титана. Следуег учитывать, что титан обладает способностью растворять кислород и азот. [c.238]

Рис. 7-2-18. Взаимодействие чистого компактного титана с газами, входящими п состав воздуха. Зависимость величины привеса О от продолжительности взаимодсйств]1я t при различных температурах Т (Л. 08].

При нагреве, а также в расплавленном состоянии титан энергично взаимодействует с газами, углеродом, серой и большинством металлов, что определяет особенности его получения и обработки. Соединения титана с углеродом (Ti ), и кислородом (TiOj) очень прочны и не восстанавливаются до чистого металла даже наиболее сильными восстановителями. Титан высокой степени чистоты (99,8% Ti) получают путем термического разложения четырехиодистого титана в вакууме, а технический титан — восстановлением четыреххлористого титана магнием или натрием в атмосфере инертного газа—аргона. [c.302]

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]

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]

Хотя первые фасонные отливки из титана были получены еще в первые годы его технического применения, промышленное освоение фасонного литья из титана и его сплавов длилось долгие годы. Трудности производства фасонных отливок из титана обусловлены его высокими скоростями взаимодействия со всеми известными сейчас формовочными и огнеупорными материалами, а также с газами. Литейные свойства титана и его сплавов достаточно высоки [167]. Вследствие малого интервала кристаллизации титановые сплавы имеют высокую жндкоте-кучесть и дают плотные отливки. Линейная усадка титановых сплавов порядка 1%. а объемная — около 3%. [c.144]

Титан обладает высокой химической активностью, зависящей от температуры, — при высоких температурах он взаимодействует с атмосферными газами, загрязняется ими и становится хрупким. Поэтому нри сварке плавлением, больше чем в каком-либо другом случае, необходимо соблюдение особых мер предосторожности для предупреждения загрязнения титана атмосферными газами. Для соединения титана нельзя применять газовую и атомно-водороцную сварку [c.542]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...