Система титан — кислород

В США были разработаны и находились до 1954—1955 гг. в промышленном производстве два сплава системы титан—хром—кислород, известные под марками Ti-150 и Ti-175, в которых содержание кислорода составляло [c.364]

Система титан — кислород [c.275]

Показанная на рис. 84 диаграмма состояния системы титан—кислород построена [11. Сводка более ранних работ по системе титан — кислород приведена [21 (см. [c.512]

Рис. 84. Диаграмма состояния системы титан — кислород

Для создания защитной атмосферы в установках с натриевым теплоносителем рекомендуются гелий и аргон, содержащие кислород в тысячных долях процента [1,51]. Водород значительно диффундирует через нержавеющую сталь уже при температуре 600° С, и поэтому для создания защитной атмосферы мало пригоден [1,52]. В ряде случаев для очистки расплавленного натрия и защитного газа от кислорода и других примесей (воды, водорода, азота, углерода) рекомендуется контактировать натрий и газ при температуре свыше 500° С с цирконием, титаном [1,52] или сплавом 50% титана и 50% циркония. В последнем случае в системе не образуется твердых частиц. В атмосфере азота происходит азотирование нержавеющей стали в расплавленном натрии при температуре свыще 480° С [1,51], что отражается на механических свойствах материала. Очищать натрий от окислов можно также путем пропускания натрия (при температуре 250° С) через фильтр, изготовленный из аустенитной нержавеющей стали. [c.46]

Было показано, что такие металлы, как титан, хромистые и нержавеющие стали, будучи легированы небольшими добавками Р(1, Р1 (0,1—1,0%), легко переходят в пассивное состояние в условиях, где эти металлы без добавок активно растворяются (например, растворы Н28 04, НС1 и др.) [1—9]. Титан, который обладает высокой пассивируемостью в ряде сред, особенно интересен в этом отношении, поскольку его потенциал полной пассивации очень сильно смещен в отрицательную сторону, что особенно благоприятствует созданию сплавов с катодными добавками. Поскольку действие таких добавок связывается с их влиянием в основном на катодный процесс [2] и поскольку работу такой системы можно рассматривать как работу гальванической пары Т1 (анод) — легирующая добавка (катод), было интересно исследовать поведение титана в гальванических парах с чистыми катодными металлами, изучить и сравнить катодное поведение этих металлов, а также выявить роль различных катодных характеристик (перенапряжение водорода, предельный диффузионный ток по кислороду, перенапряжение ионизации кислорода, собственный стандартный потенциал добавки) в процессах пассивации титана в результате контакта с катодными металлами. [c.292]

Величина перенапряжения ионизации кислорода на катодном контакте не имеет существенного значения для пассивации титана в данных условиях, т. е. в условиях, когда потенциал полной пассивации значительно отрицательнее потенциалов реакции ионизации кислорода на исследованных катодных материалах. Прямой связи между стандартным потенциалом катодного металла и способностью его пассивировать титан не наблюдается. Как известно, Аи обладает наиболее положительным потенциалом, однако по своей катодной эффективности он стоит после Р(1 и Р1. И наоборот, Рс1 по значению стандартного потенциала стоит после Ап и Р1, но является самым эффективным катодным металлом для Т1 [14]. Это объясняется тем, что в присутствии кислорода в системе на исследуемых металлах устанавливаются стационарные потенциалы, зависящие главным образом не от стандартных потенциалов, а от перенапряжения ионизации кислорода на этих металлах, т. е. работу таких электроположительных металлов в присутствии кислорода можно рассматривать как работу кислородных электродов с различным перенапряжением ионизации кислорода. [c.296]

Наличие кислорода в системе и возможность протекания катодных процессов с кислородной деполяризацией облегчают пассивацию титана контактированием с металлами, имеющими недостаточно низкое перенапряжение водорода ( У, Си). Наоборот, в случае контакта титана с металлами, имеющими очень низкое перенапряжение водорода (Р(1, Р1, Аи, Ке) наличие кислорода в системе не играет существенной роли для пассивации титана в кислых средах, т. е. такие металлы будут пассивировать титан и в отсутствие кислорода. [c.300]

Рис. 3. Парциальная свободная энергия диссоциации в системах кислорода с цирконием, титаном, ванадием и ниобием при 1000°С

Система уран — титан —кислород [c.216]

Определяющими в механизме пайки с участием титана являются процессы взаимодействия титана с входящими в состав керамики окислами кремния и алюминия. Согласно работе [182], при взаимодействии двуокиси кремния с титаном образуются интерметаллиды системы Т1 — 51 и твердый раствор кислорода в титане. Оксид алюминия при 950°С частично восстанавливается при взаимодействии с титаном с образованием в титане твердых растворов замещения (алюминий) и внедрения (кислород). Пайку следует вести в вакууме. Используемые при пайке пасты, содержащие порошки титана или его гидрида, наносят на деталь опрыскиванием или с помощью кисти. Затем пасту припекают и проводят сборку для пайки. При пайке к титану пасту не применяют. [c.128]

Титан и цирконий принадлежат к группе 1Уа периодической системы элементов и имеют весьма сходные металлургические и химические свойства. Оба металла характеризуются очень сильным сродством к кислороду, и их отличная коррозионная стойкость объясняется наличием на поверхности вязкой компактной пленки окисла. При температурах свыше 1000° С как титан, так и цирконий быстро поглощают кислород, азот, водород и углерод, в результате чего материал становится настолько хрупким, что обработка деформацией затруднена. По этой причине только в последнее время с изобретением современных методов восстановления металла из хлоридов, а также последующей очистки и уплотнения материала путем переплавки в высоком вакууме или в инертной атмосфере появилась возможность получать достаточно пластичные титан и цирконий, представляющие интерес для технических целей. [c.187]

По диаграмме состояния Си — N1 (см. рис. 216) двойные сплавы этой системы относятся к типу твердых растворов. К последним относятся и многие тройные сплавы. Но присутствующие в технических сплавах этой группы примеси, нерастворимые в меди и никеле (например, РЬ, В1) или образующие с ними хрупкие соединения (5, 0.2, Р), создают межкристаллитные легкоплавкие прослойки, которые приводят к кристаллизационным трещинам. Причиной же пористости является чаще всего насыщение ванны водородом и кислородом. Поэтому при сварке меди о-никелевых сплавов нужно не только строго контролировать содержание в них вредных примесей, но и обеспечивать, наряду с эффективной защитой зоны сварки от кислорода и водорода, раскисление и модифицирование металла (титаном, церием или алюминием). [c.370]

Цирконий, который стоит в той же группе периодической системы, что и титан, имеет аналогичные свойства. Доказательства в пользу того, что кислород движется внутрь, основываются на тщательных экспериментах [c.48]

Интенсивность корозии титана в соляной кислоте можно уменьшить добавкой в раствор замедлителей коррозии— окислителей (азотная кислота, хромовая, К2СГ2О7, КМПО4, Н2О2, О2 и др.), а также солей некоторых металлов (меди, железа, платины и др.). При этом потенциа.п новой системы титан— раствор приобретает более положительное значение. В таком окисле, как ТЮг, число дефектов решетки на границе окисел — газ настолько мало, что достаточно незначительного количества кислорода, чтобы их ликвидировать. Вновь появляющиеся в процессе растворения дефекты благодаря присутствию кислорода будут устраняться, т. е. процесс пассивации будет преобладать над процессом растворения титана. [c.282]

Фиг. 8. Типы двойных диаграим состояниа сплавов на основе титана (Глазунов, Молчанова) б — система титан—ванадий, полная растворимость в р-титаие, частичная — в а-титане. тане, образование ввтектоида с ч-титаном, г — система титан—марганец, эвтектика с р-тита таи—кислород, перитектика, аналог — азот е -система титан—алюминий, перитектика с р-ти

Система титан — кислород характеризуется значительной по протяженности областью твердого раствора в а-титане и наличием твердо установленных окислов состава TiO, ИгОз, TiaOs и ИОг, имеющих широкие области изменения состава с сохранением однородности. Имеются сообщения об окислах состава TisO и TieO [1—7]. Параметры решетки окислов титана и металлов IV группы приведены в табл. 6.1. [c.213]

Наибольшее значение имеют кислородные соединения титана, так как его высокая коррозионная стойкость обеспечивается образованием на поверхности защитных окисных пленок. Кислород обладает чрезвычайно большой способностью к растворению в а-тптане, причем его растворение сопровождается образованием твердых растворов внедрения. Согласно диаграмме состояния системы —О, растворимость кислорода в а-титане составляет около 33 атомных процентов. При более высоком содержании кислорода в пределах 33—47 атомных процентов в длительно отожженных сплавах Т1—О при температуре около 925° была обнаружена б-фаза. Состав этой фазы еще точно не определен, ей пока приписывается состав Т1з02 или ТиОз [13]. [c.6]

Сложность механизма окисления титана определяется многочисленностью окислов, имеющихся в системе титан—кислород, а также большой способностью титана к растворению кислорода. Кофстад и Хауффе (64] на основании собственных данных и результатов работ различных авторов составили таблицу кинетических законов, проявляющихся при окислении титаиа в кислороде при различных температурах (табл. 23). [c.44]

При питтинговой коррозии основное коррозионное разрушение локализуется на отдельных небольших участках металла (магний, алюминий, железо, никель, титан и др.) и протекает с большой скоростью, что может приводить к сквозной точечной коррозии металла. Питтинговая коррозия наблюдается, обычно, когда основной металл находится в пассивном состоянии. Ионы-активаторы (СГ, Вг , I") адсорбируются в основном на участках поверхности, где плеяка оксида несовершенна (металлические или неметаллические включения, искажающие или нарушающие кристаллическую структуру оксида) [22]. Анионы частично замещают кислород в оксиде и образуют хорошо растворимые поверхностные комплексные ионы. Пассивная пленка нарушается, и металл начинает непосредственно контактировать с раствором. Потенциал металла на этих участках имеет более отрицательное значение, чем потенциал основного металла, покрытого оксидной пленкой, что приводит к возникновению локальных токов. Если пассивная пленка не обладает большим омическим сопротивлением, то система заполяризовывается и на участках питтингооб-разования в основном протекает интенсивно анодный процесс, а катодный процесс восстановления окислителя идет на пассивной поверхности металла. При этом миграция анионов-активаторов идет в основном к участкам питтингообразования. [c.38]

Совокупность всех трех рассматриваемых критериев поверхностной активности указывает, что титан должен быть поверхностноактивным в железе. Но, по данным [66], в области концентраций до 2,5 ат. %, титан в железе инактивен. Этот вывод нельзя считать окончательным. В [66] для чистого железа при 1550° С получено значение а 1735 эрг см . Сравнивая этот результат с наиболее надежными данными (1850 эрг1см и выше), можно заключить, что исследуемые образцы в [66] содержали некоторое количество поверхностно-активных примесей, в том числе и кислород. Авторы [66] указывают, что введение 2,5 ат. % Ti сопровождается ростом а железа от 1735 до 1755 эрг/см . Следовательно, первые порции титана могут действовать как раскислитель, что маскирует истинную природу поведения титана в железе. Подобное явление наблюдалось при исследовании системы Fe — Zr [49]. [c.41]

Из изложенных данных вытекает ряд соображений, полезных при выборе и применении титановых сплавов в машиностроительных конструкциях. В частности, максимальной теплопроводностью обладают титан и сплавы системы Ti—Zr—А1—Р-стабплизатор при минимальном содержании алюминия и содержании Р-стаби-лизаторов в пределах их растворимости в а-фазе титана. При этом содержание кислорода и азота по аналогии с алюминием должно быть минимально. Целесообразно учитывать, что коэффициент теплопроводности сплавов титана увеллчивается с повышением температуры. В тех случаях, когда требуется высокое тепловое сопротивление, предпочтительными являются сплавы с повышенным содержанием алюминия, олова и р-стабилиза-торов. [c.22]

Бор довольно сильно окисляется в условиях дуговой сварки. Так, при сварке открытой дугой проволоками с малыми добавками бора он окисляется почти полностью. Обладая большим сродством к кислороду (см. рис. 15), бор может участвовать в развитии не только кремне- и марганцевовосстановительных процессов, но и восстанавливать титан из шлака, содержащего кислородные соединения титана. Разумеется, речь идет о довольно больших концентрациях бора в сварочной ванне, измеряемых десятыми долями процента. В иных условиях, при наличии в составе флюса довольно больших количеств окислов бора (например, 20%) возможно восстановление бора не только титаном и алюминием, но и хромом, углеродом, кремнием и марганцем. В табл. 19 приведены данные о переходе бора в металл шва из бористого фторидного флюса системы СаРа—В2О3 (АНФ-22). При отсутствии бора в сварочной проволоке и основном металле конечное содержание его в металле шва может достигнуть 0,2—0,3%, а при наличии в шве титана — даже 0,5—0,6%. Это обстоятельство несомненно расширяет возможности сварки под флюсом применительно к жаропрочным сталям и сплавам. Здесь имеется в виду не само по себе легирование металла шва бором через флюс, а возможность предотвращения угара бора при использовании проволоки или стали, легированной бором, в сочетании с бористым плавленым флюсом. 76 [c.76]

Система ниобий—титан—кислород исследована очень слабо. В работе [181] установлено увеличение растворимости кислорода в ниобии при введении титана.Однозначно [181] не удалось идентифицировать присутствующие фазы в 2- и 3-фазных областях (рис. 97), однако по результатам рентгеновских исследований предположили наличие гексагональной фазы со структурой типа а-Т1, TiO иОЦК твердого раствора на основе ниобия. По [182] титан уменьшает растворимость кислорода в ниобии. Однако независимо от влияния титана на растворимость кислорода в ниобии сплавы системы ниобий—титан—кислород не представляются интересными с точки зрения дисперсионного упрочнения, ибо выделяющиеся в этой системе окислы по своим термодинамическим и механическим свойствам не являются эффективными упрочняющими фазами. [c.246]

С НИМИ. При последующем нагреве происходят сложные процессы диффузии элементов сплава из его внутренних слоев к поверхности через окисную пленку, а также диффузия кислорода через окисную пленку в сплав. При окислении многих металлов превалирует процесс диффузии ионов металла через окисную пленку, в результате чего последняя наращивается на основном металле. В некоторых случаях преобладает процесс диффузии кислорода через окисную пленку внутрь металла, например при окислении титана при высоких температурах. Диффузионные процессы зависят от строения пленки, во многих случаях рыхлой, с незаполненными узлами кристаллической структуры (вакансиями), градиента концентрации легирующих элементов, а также термодинамических условий, способствующих приближению системы к равновесию. С окисленной поверхности чистого металла в глубь него образуются слои окислов с постепенно уменьшающимся содержанием связанного кислорода (РегОз, Рез04, РеО в железе Т10г, Т120з, ТЮ в титане и т. д.). Окисление легированных сплавов происходит более сложным образом. [c.124]

Система уран — титан — кислород изучена только препаративными методами и недостаточно полно. Установлено, что окислы урана и окислы титана не образуют между собой твердых растворов, но дают несколько химических соединений. [c.216]

Из термодинамических расчетов следует, что такие компоненты системы aFj—Ba lj—NaF, как aFa н NaF, могут вступать в реакцию с оксидами титана, что имеет большое значение для защиты металла шва при сварке от загрязнения кислородом. Термодинамические расчеты также указывают на возможность восстановления натрия титаном из NaF. О реализации этой возможности свидетель- [c.495]

Теоретические представления о процессах кристаллизации сплавов рассматриваемой системы базируются на теории концентрационного переохлаждения бинарных сплавов [3-56]. Необходимо отметить ряд особенностей сплавов ЮНД, ЮНДК и ЮНДКТ, осложняюш,их протекание процессов кристаллизации многокомпонентность, сравнительно широкий интервал кристаллизации, высокая температура плавления, а также высокое сродство к кислороду и азоту таких элементов, как алюминий и титан, приводящее к образованию устойчивых неметаллических включений и фаз. [c.151]

Во многих случаях,— писал Менделеев,— настоит еще большое сомнение относительно места олементов, недостаточно исследованных и притом близких к краям системы так напр., ванадию, судя по исследованиям Роско, должно быть дано место в ряду азота, его атомный вес (51) заставляет его поместить между фосфором и мышьяком. Физические свойства оказываются ведущими к тому же самому определению положения ванадия так хлорокись ванадия УОСР представляет жидкость, имеющую при 14° удельный вес 1.841 и кипящую при 127°, что и приближает ее, а именно ставит выше соответственного соединения фосфора. Поставив ванадий между фосфором и мышьяком, мы должны бы были открыть таким образом в нашей предыдущей таблице особый столбец, ванадию соответствующий. В этом столбце, в ряду углерода, открывается место для титана. Титан относится к кремнию и олову по этой системе совершенно точно так, как ванадий к фосфору и сурьме. Под ними, в следующем ряду, к которому принадлежит кислород и сера, может быть нужно поместить хром тогда хром будет относиться к сере и теллуру совершенно так, как титан относится к углероду и олову. Тогда марганец Мп = 55 должно было бы поместить между хлором и бромом. Составилась бы при этом следующая часть таблицы [c.115]

МОЖНО предположить, что определяющим фактором, обеспечивающим высокое сцепление эмали с титаном при ее обжиге, является диффузия кислорода из атмосферы воздуха. Кислород является весьма эффективным межфазноактивным веществом в системах металл— окисел. Поэтому необходимо, чтобы эмалевые покрытия для титановых сплавов имели невысокие температуры обжига, были инертны, обладали высоким сцеплением при невысоких температурах формирования и термической стабильностью в процессе длительной эксплуатации. [c.196]

Металл Ве относится к легким металлам П группы периодической системы элементов. Порядковый номер 4, относительная атомная масса 9,01, принадлежит к числу редких элементов. Плотность Ве 1,82 г/см , температура плавления 1283 °С. По сравнению с( другими металлами он обладает самой высокой скрытой теплотой плавления 1151 Дж/г, что превосходит А почти в 3 раза, Мп — в 6 раз, а Fe — почти в 4,3 раза. Бериллий обладает довольно высокой теплопроводностью, уступая по этому показателю лишь Ag, u, Au и Al. Специфичным физическим свойством является его высокая проницаемость для рентгеновских лучей, которая в 17 раз выше, чем у алюминия. Пид воздействием окислительных сред на поверхности бериллия образуется защитная окисиая пленка, подобная пленке на алюминии и титане. С одной стороны, это делает его коррозионностойким, а с другой стороны, затрудняет процесс сваркн. Прн высоких температурах Ве обладает высокой химической активностью по отношению к кислороду, азоту, водороду, галогенам и т. д. В тонкоизмельченном вяде и парообразный Ве обладает высокой токсичностью, в связи с чем при обработке его необходима полная защита оператора от воздействия паров и пыли, в частности сварку, необходимо проводить только в герметично закрытых камерах (допустимое содержание в атмосфере до 2 мг на 1 м ). Компактный Ве не [c.361]

При взаимодействии с кислородом переходные металлы способны образовывать окислы не только с валентностью, соответствующей их группе в периодической системе, но и низшие окислы— субоксиды, не подчиняющиеся правилу валентности, и твердые растворы со значительной концентрацией кислорода. По данным 111] титан, цирконий, гафний образуют с кислородом субоксиды типа ЭбО, Э3О и твердые растворы с металлическим типом проводимости, содержащие до 8 ат. % О. В последнем случае кислород проявляет себя как донор электронов и отдает часть своих электронов в общее число электронов проводимости, сохраняя при этом металлическую проводимость твердого раствора. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...