Современные титановые сплавы

Механические свойства и поведение на практике а-титана и его сплавов с а-структурой во многом отличаются от свойств и поведения сплавов с р-структурой. Поэтому в соответствии с изложенными положениями об упрочнении при легировании все современные титановые сплавы можно разделить по структуре в нормализованном или закаленном состоянии на три основные группы 1) а-сплавы с а-структурой, представленной а-фазой или [c.65]

Современные титановые сплавы делят на три основные группы а-сплавы а + Р-сплавы, и р-сплавы. [c.181]

Влияние примесей на структуру и свойства титана. При производстве титановых сплавов в технический титан вводят различные легирующие добавки. Титан способен вступать во взаимодействие почти со всеми элементами периодической системы. Современные титановые сплавы в качестве легирующих элементов содержат алюминий, хром, ванадий, ниобий, марганец, тантал, медь, железо, кремний, олово, молибден и др. Все перечисленные элементы образуют с титаном твердые растворы замещения. [c.17]

В состав современных титановых сплавов входят легирующие элементы, обеспечивающие получение требуемой структуры и свойств, а также необходимой стабильности сплава при эксплуатации. В сплавы вводят один или несколько элементов, растворяющихся в твердом растворе и повышающих его прочность при обычных и высоких температурах. С повышением прочности сплава понижается его пластичность, особенно в тех случаях, когда вводимый легирующий элемент растворяется в титане неполностью и образует с ним химические соединения. Сильно понижают пластичность титановых сплавов железо и хром. Влияние этих элементов усиливается при их высоком содержании, когда образуются интерметаллиды. Умеренно действуют на интенсивность повышения прочности и понижения пластичности титановых сплавов олово и ванадий. ...... [c.17]

Предельные температуры применения для современных титановых сплавов не превышают 500—600° С. Поэтому вопрос о повышении предельных температур жаростойкости титана является весьма актуальным и разрешается он или путем создания многокомпонентных сплавов, или путем применения соответствующих покрытий. [c.48]

За последние годы в СССР и за рубежом опубликован ряд работ по металловедению и технологии титановых сплавов, отражены современные подходы к проблеме их разрушения. Вопросы же циклической прочности и долговечности титановых сплавов с учетом влияния агрессивных сред освещены мало. Авторы попытались на основании собственных исследований и обобщения имеющихся отечественных и зарубежных материалов установить основные закономерности изменения свойств титановых сплавов при циклических нагружениях. Особое внимание при этом обращено на рассмотрение природы процессов накопления циклических повреждений в условиях агрессивных сред и на выявление факторов, отрицательно сказывающихся на надежности и эксплуатации при циклических нагрузках. [c.4]

Современным критерием оценки склонности титановых сплавов к коррозионному растрескиванию являются пороговый уровень коэффициента интенсивности напряжений (вязкость разрушения в коррозионной среде или ниже которого развитие трещин не про- [c.32]

Изложены современные представления о причинах и механизме образования холодных трещин в сварных соединениях сплавов на основе титана, базирующиеся на результатах исследований авторов, а также данных отечественных и зарубежных исследователей. Рассмотрены методики проведения исследований, дана сравнительная оценка склонности к растрескиванию различных титановых сплавов в сварных соединениях. Описаны способы предупреждения образования холодных трещин в сварных соединениях в зависимости от условий работы изделий из титановых сплавов. [c.318]

Указанные уравнения и критерии обоснованно применяют при оценке прочности конструкций из малопластичных металлов (высокопрочные стали, алюминиевые и титановые сплавы) и при определении критических размеров дефектов вне зон концентрации для элементов из пластичных материалов. В связи с этим в качестве одной из основных выдвигается задача исследования механических закономерностей разрушений (хрупких, квази-хрупких и вязких) ири наличии дефектов, допускаемых современными требованиями контроля. [c.21]

В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом ведутся работы по внедрению сплавов на основе титана для изготовления лопаток паровых турбин [Л. 72, 75 и др.]. Сплавы, основными составляющими которых являются титан и алюминий, имеют значительно более низкий удельный вес и значительно более высокую удельную прочность 2, чем нержавеющие стали, применяемые для изготовления лопаток паровых турбин. Поэтому замена нержавеющей стали на титановые сплавы позволила бы увеличить длину лопаток последних ступеней, сохраняя высокие значения окружных скоростей по концам лопаток, т. е. устранить одну из преград на пути дальнейшего совершенствования современных паровых турбин. [c.40]

Для электростанций недалекого будущего мощности турбоагрегатов до 1—2 млн. кВт не будут редкостью. Современные технические средства позволяют в дальнейшем довести мощности турбин до 2,5—3 млн. кВт. Освоенные в настоящее время лопатки последних ступеней длиной 980—1050 мм позволяют создавать одновальные турбины мощностью до 800 МВт с тремя цилиндрами низкого давления. Чтобы создать одновальную турбину мощностью 1000—1200 МВт нужно или увеличить суммарную площадь выхлопа цилиндров низкого давления (увеличить высоту лопаток последних ступеней) или найти пути увеличения удельной нагрузки торцовой площади выхлопа без ухудшения тепловой экономичности турбины. Увеличение площади выхлопа в полтора раза для турбины при диаметре последней ступени 3000 мм и 3000 об/мин может быть достигнуто при создании лопатки последней ступени длиной 1300 мм. По условиям прочности лопатки такой длины в настоящее время могут быть выполнены из титановых сплавов. [c.13]

Рассмотрение параметров и конструкций некоторых конкретных современных и перспективных авиационных ГТД показывает, что для них характерны высокие значения термодинамических параметров рабочего процесса и большая эффективность работы узлов. В этих ГТД применяются в основном двухвальные конструкции турбокомпрессорной части с высоконагруженными вентиляторными, компрессорными и турбинными ступенями, кольцевые компактные камеры сгорания, охлаждаемые турбины, укороченные форсажные камеры с регулируемыми реактивными соплами. При конструировании двигателей принимаются специальные меры по снижению уровня шума, дымления и выделения загрязняющих веществ. В их конструкции наряду с известными сплавами используются новые жаропрочные эвтектические сплавы на никелевой и кобальтовой основе, новые титановые сплавы, начинают использоваться композиционные материалы. При изготовлении двигателей применяются совершенные и высокопроизводительные технологические процессы. Ресурс двигателей военных самолетов и вертолетов составляет многие сотни часов, а гражданских — многие тысячи часов. Наряду с эксплуатацией двигателей при установленном фиксированном ресурсе начата эксплуатация двигателей по техническому состоянию. [c.185]

В качестве методической основы изложения материалов выбраны следующие положения. Основное внимание уделено физико-механическим свойствам титана современного производства и влиянию на них различных легирующих элементов с тем, чтобы конструкторы и технологи могли достаточно свободно и рационально выбирать тот или иной серийный сплав. Специально рассмотрено влияние вида и габаритов полуфабрикатов на свойства сплавов, что связано с различным характером их структуры (гл. I, И). Из механических свойств наиболее подробно рассмотрены те, которые определяют работоспособность деталей различных узлов и механизмов — ползучесть и длительная прочность, усталость, коррозионно-механическая прочность и т. п. (гл. III, IV). Гл. V посвящена антифрикционным свойствам титана и методам их улучшения, так как эти характеристики в значительной мере лимитируют применение титановых сплавов в различных механизмах с узлами трения. [c.4]

Подход, основанный на особенностях конструирования, позволил наиболее быстро использовать преимуш,ества композиционных материалов с титановой матрицей. Пониженная прочность ухудшенных в результате реакции композиционных материалов часто соответствует пределу прочности на растяжение матричного сплава, поэтому было высказано соображение о невозможности упрочнения титановых сплавов путем армирования волокнами. Поскольку эта ошибочная точка зрения получила некоторое распространение, стоит проанализировать ее основные аргументы с позиций современных теорий. [c.302]

При изготовлении деталей порошковой технологией используют порошки технического титана, а также некоторых его сплавов. Механические свойства порошковых титановых сплавов зависят от многих факторов качества исходных порошков, режимов горячего компактирования, прессования и спекания. Технологические трудности обусловлены главным образом активным взаимодействием титана при повышенных температурах с примесями внедрения, образующими неметаллические включения, понижающие механические свойства порошковых титановых сплавов. Однако современные технологии, например распыление металла в вакууме, горячее компактирование гранул, горячее изостатическое прессование с последующим вакуумным отжигом, позволяют получить полуфабрикаты и изделия сложной формы высокого качества и 100 %-й плотности. В этом случае порошковые сплавы приближаются по прочности к деформируемым сплавам в отожженном состоянии. Так, полуфабрикаты (прутки, профили, листы и др.) из деформируемого сплава ВТ6 в отожженном состоянии имеют <Тв = 950... 1100 МПа, а у полуфабрикатов из того же сплава, но полученного порошковой технологией из этого сплава сгв = 920. .. 950 МПа. [c.425]

Широкое использование в современном машиностроении высокопрочных материалов, таких, как коррозионно-стойкие и жаростойкие стали, жаропрочные и титановые сплавы, высокопрочные стали, которые значительно повышают надежность и долговечность деталей машин, а также широкое использование легких сплавов для снижения массы машин, как правило, предъявляют к инструменту повышенные требования. [c.6]

Большое разнообразие типов и марок сталей, а также факторов, влия-юш,их на режимы кислородной резки, делают невозможным подробное изложение последних в кратком обзоре современного состояния развития технологического процесса кислородной резки. В связи с этим ниже приведен ряд режимов и практических рекомендаций, используемых при резке наиболее употребляемых сталей с содержанием углерода не более 0,25 % и титановых сплавов. [c.9]

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]

Эти сплавы имеют высокие механические свойства ав =100— 110 кГ/мм [1000—1100 Мн/мЦ 8 = 10—15%, которые можно улучшить термической обработкой и наклепом. Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах и жаропрочностью. Например, сплав ВТЗ, содержащий 3% хрома и 5% алюминия, обладает жаропрочностью до 400—500 С. Высокая прочность сплавов в сочетании с коррозийной стойкостью, жаропрочностью и легкостью делает их ценным материалом для машиностроения. Сплавы на основе титана применяют в авиа- и судостроении, в реактивной технике и других отраслях современной техники. [c.163]

Глубиномеры современных отечественных дефектоскопов проградуированы непосредственно в значениях Н и X, что позволяет легко определить эти координаты. Дефектоскопами старых типов, а также зарубежными можно определять только Т или Н при прозвучивании продольными волнами. В этом случае для определения Н я X удобны координатные линейки типа УКЛ-1 или линейки конструкции ЦНИИТмаша, позволяющие учитывать время прохождения ультразвука в призме. При контроле конструкций из титановых сплавов необходимо учитывать характерную для них существенную анизотропию скорости ультразвука в зависимости от направления прозвучивания по отношению к текстуре проката. [c.167]

Кратко изложены, основы современного металловедения — теория сплавов, пластическая деформация, рекристаллизация, основы теории и практики термической и химико-термической обработки. Подробно рассматриваются конструкционные, инструментальные, нержавеющие стали, медные, алюминиевые, магниевые, титановые сплавы, пластические массы и другие неметаллические материалы. [c.2]

Титан — борное волокно. По сравнению с алюминиевыми и магниевыми материалами изготовление композиционных материалов на основе титана и его сплавов требует применения довольно высоких технологических температур, достигающих 800—1000° С. При этих температурах борное волокно без защитного покрытия активно взаимодействует с титановой матрицей с образованием боридов титана. Само же волокно в результате взаимодействия сильно разупрочняется. В связи с этим борные волокна без покрытий практически не применяют для упрочнения титановых композицрюнных материалов. Для этих целей применяют волокно борсик. Следует отметить, что из-за весьма высокого уровня прочности современных титановых сплавов, достигающего более 140 кгс/мм , и сравнительно малой плотности, равной 4,5 г/см- эффект от упрочнения их борными волокнами не очень велик и более существенным является повышение путем армирования жесткости титановых сплавов. [c.140]

Ведутся также обширные исследования по разработке новых жаропрочных сплавов на титановой основе. К новым сплавам этой группы относится упоминавшийся ранее а-сплав MST-881, который может длительно работать при температурах порядка 600° С н кратковременно при 815° С. Опытный сплав ЕР-20-2, содержащий 20% алюлшния, 2% ванадия и 78% электролитического титана высокой чистоты, может кратковременно работать при 900° С. При этой температуре предел прочности сплава 35 кПмм . Удельный вес сплава, равный 4,1 г см , меньше удельного веса любого современного титанового сплава. [c.425]

Титан обладает тремя основными преимуш,ествами по сравнению с другими техническими металлами малым удельным весом (4,5 Г1см ), высокими механическими свойствами (предел прочности 50—60 кГ1мм у технического титана и 80—140 кГ/мм у сплавов на его основе) и отличной коррозионной стойкостью, подобной стойкости нержавеющей стали, а в некоторых средах и выше. Сочетание малого удельного веса с высокой прочностью, обеспечивающее наибольшую удельную прочность (т. е. прочность на единицу веса), делает титан особенно перспективным материалом для авиационной промышленности, а коррозионная стойкость — в судостроении и в химической промышленности. Для современной высокоскоростной авиации особенно ценным свойством титановых сплавов является также их высокая жаропрочность сравнительно с алюминиевыми и магниевыми сплавами. Титановые сплавы по абсолютной и тем более по удельной прочности превосходят магниевые, алюминиевые сплавы и легированные стали в довольно широком температурном интервале. [c.356]

Рассмотрены различные типы корроэионностойких титановых сплавов. Приведена подробная коррозионно-электрохимическая характеристика этих сплавов. Показаны области применения титановых сплавов и обосновано большое значение этого нового конструкционного корр озионностойкого материала для развития современной техники. [c.33]

Растрескивание титановых сплавов под напряжением под споем соли при повышенных температурах называют солевой коррозией. Это явление в 1955 г-открыл Бауэр. Сущность процесса сводится к тому, что на поверхности напряженных образцов, контактирующих с сопью при температурах более 250°С, возникают трещины, кoтopьJe значительно сокращают долговечность образца при данном напряжении или уменьшают его пластичность при последующем испытании на разрыв. В настоящее время горячесолевое растрескивание достаточно хорошо изучено в лабораторных условиях [12]. Однако многие вопросы не выяснены. В частности, в практике применения титановых сплавов прямых катастрофических фактов солевой коррозии не наблюдается, хотя условия, которые могут привести к горячесолевому растрескиванию, типичны для многих узлов современных авиационных [c.42]

Среди морских конструкций, использующих титановые сплавы, имеется несколько, связанных с эксплуатацией материалов в условиях, сочетающих высокие температуры и возмолсность загрязнения поверхности металла солью. На первый взгляд, условия экспозиции при этом очень близки к тем, в которых наблюдается горячее солевое растрескивание. Например, известно, что в воздушнореактивные двигатели самолетов, базнрующихся на морских аэродромах или на палубах авианосцев, через входные отверстия компрессоров может проникать насыщенный солью морской воздух или морской туман. Топливо для этих двигателей также может быть загрязнено морской водой. Вода может попадать в топливо в танках морских судов, где она остается после их балластного заполнения и откачки. В принципе можно было бы ожидать также разрушения внешней титановой обшивки современных и будущих сверхзвуковых трансокеанских лайнеров, так как передние кромки в процессе полета разогреваются до высоких температур. [c.129]

В современных морских конструкциях практически не достигаются такие сочетания температур, нагрузок и продолжительности экаюзиции, которые вызывали бы горячее солевое растрескивание применяемых титановых сплавов. При обычно встречающихся на практике циклических изменениях температуры вероятность разрушения может быть меньше, чем в условиях постоянства температуры при лабораторных испытаииях. В то же время реактивные двигатели начинают применяться на морских судах, где продолжительность непрерывной работы может достигать нескольких сотен часов. В этих же условиях температуры и продолжительности экспозицип могут вдвое превосходить те, при которых горячее солевое растрескивание наблюдается в лабораторных экспериментах. [c.130]

Применение в технике новых материалов — титановых сплавов, сплавов на основе никеля, кобальта и других металлов вызвало необходимость значительно расширить исследования по их коррозионной стойкости в различных средах и при различных температурах. В последнее время расширились исследования химической стойкости металлов и других материалов при высоких температурах, так как современные авиационные реактивные двигатели ЖРД и РДТТ работают при температурах, в несколько раз превышающих температуры обычных поршневых двигателей. [c.16]

Штамповка листового металла взрывом, штамповка с использованием магнитных сил и электрогидравлического эффекта происходит не только при больших скоростях, но и при больших удельных давлениях., Совокупность особенностей высокоскоростной штамповки обусловливает то, что современные труднодеформируемые в обычных условиях прочные сплавы (жаропрочные стали, упрочняемые титановые сплавы и др.), в указанных условиях штампуются удовлетворительно. Кроме листовой штамповки, высокоскоростное деформирование применяют для резки металл-ургических полуфабрикатов, объемной штамповки, клепки (взрывные заклепки), для упрочнения поверхностных слоев деталей и других операций. [c.206]

Развитие выходной площади возможно путем увеличения числа выхлопов и высоты лопаток, а также снижения числа оборотов. Первый путь применяется независимо от д )угих во всех современ- ых крупных турбинах, как наиболее простое и эффективное средство. Существенное увеличение высоты лопаток возможно в настоящее время только за счет снижения запаса прочности или применения более прочных материалов (в частности, титановых сплавов), так как конструктивные возможности облегчения лопаток почти исчерпаны. Снижение числа оборотов ротора является хорошим средством увеличения выходной площади, но возможно лишь в двухвальных агрегатах или не связанных с работой на определенном числе оборотов. Рост высоты лопаток при этом не связан увеличением напряжений. Высота лопатки последней ступени [c.139]

Особенно интенсивное развитие эрозии лопаток последней ступени наблюдается при больших окружных скоростях. В современных быстроходных паровых турбинах скорость на периферии лопаток последней ступени достигает 560 м/с. Основной эффективной мерой борьбы с эрозией лопаток последних ступеней низкого давления слу-х<ит рационально сконструированная и экспериментально проверенная система влагоудалення. Учитывая относительно небольшую Стойкость хромистых нержавеющих сталей и титановых сплавов против эрозии, их всегда применяют в комбинации с системой влагоудаления, упрочнением входных кромок накладками из сверхтвердых сплавов или же нанесением этих сплавов на входные кромки иным методом. Накладки припаиваются к лопаткам, что не совсем удобно в конструктивном отношении. Кроме того, существует опасность возникновения трещин у основания паза под накладку. Наилучшим сверхтвердым сплавом для накладок считается стеллит № 1, содержащий 62% Со, 25% Сг и 7% W. [c.26]

Современная авиация, ракетно-космическая техника, судостроение, машиностроение немыслимы без полимерных композитов. Чем больше развиваются эти отрасли техники, тем шире в них используют композиты, тем выше становится качество этих материалов. Многие из них легче и прочнее лучших алюминиевых и титановых сплавов, их применение позводает снизить вес изделия (самолета, ракеты, космического корабля) и, соответственно, сократить расход топлива (табл. 11.3). В настоящее время в скоростной авиации используют от 7 до 25% по вес полимерных композитов, что снижает вес изделия она 5 -30%. [c.142]

Как известно, упрочнение от наклепа действительно при температурах до 0,4—0,5 Тпл, следовательно, для титана — до 500—700° С (абсолютная температура плавления титана принята равной 1940 К). Температура рекристаллизации и фактические режимы отжига титановых сплавов укладываются в этот интервал и даже превышают его. Например, температура рекристаллизашт нелегированного титана составляет 600° С, а силава титана с 5% А1 — 800°С [3]. Рабочие температуры современных жаропрочных титановых сплавов ниже и в большинстве случаев ограипчпваются пределами 350—550° С. Поэтому даже с учетом меньшей жаропрочности титана следует считать, что упрочнение пакленом может быть применено в некоторых случаях для повышения жаропрочности титана и его сплавов, по крайней мере, при кратковременном воздействии высоких температур. [c.16]

Высокая прочность (предел прочности титановых сгглавов может превышать 150 кг/мм ), легкость и отличная коррозионная TOiiKO Tb, превышающая в ряде случаев стойкость нержавеющей стали, делают Т. особенно перспективным материалом для авиационной, хнмич. и судостроительной пром-сти. В большинстве случаев Т. применяется в виде сплавов с алюми1и1ем, молибденом, ванадием, марганцем и др. металлами (см. Титановые сплавы). Для современной авиации осо- [c.324]

В себестоимости продукции кузнечных цехов значительную долю затрат составляют расходы на изготовление, эксплуатацию и восстановление штампового инструмента. В связи с этим повышение стойкости штампов и уменьшение расходов на инструмент является одной из основных задач современного кузнечно-штамповочного производства. Вопрос стойкости штампов особенно важен при штамповке или прессовании труднодеформируемых сплавов. Стойкость штампов из сталей типа 5ХНМ при объемной штамповке титановых сплавов на гидравлических прессах составляет 150—200, на люлотах — 400— 600 заготовок. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...