Новости Словари Конкурсы Бесплатные SMS Знакомства Подари звезду
В нашей
базе уже
59876
рефератов!
Логин

Пароль

Титановые сплавы

Титановые сплавы.
Титановые сплавы Содержание



Титан и его модификации. - 2 -

Структуры титановых сплавов. - 2 -

Особенности титановых сплавов. - 3 -

Влияние примесей на титановые сплавы. - 4 -

Основные диаграммы состояния. - 5 -

Пути повышения жаропрочности и ресурса. - 7 -

Повышение чистоты сплавов. - 8 -

Получение оптимальной микроструктуры. - 8 -

Повышение прочностных свойств термической обработкой. - 8 -

Выбор рационального легирования. - 10 -

Стабилизирующий отжиг. - 10 -

Используемая литература. - 12 -

Титан и его модификации.


Титан является переходным металлом и имеет недостроенную d-оболочку.
Он находится в четвертой группе Периодической таблицы Менделеева, имеет
атомный номер 22, атомную массу 47,90 (изотопы: 46 - 7,95%; 48 - 73,45%; 49
- 5,50% и 50 - 5,35%). Титан имеет две аллотропические модификации:
низкотемпературную ?-модификацию, имеющую гексагональную атомную ячейку с
периодами а=2,9503±0,0003 ? и с=4,6830±0,0005 ? и соотношением
с/а=1,5873±0,0007 ? и высокотемпературную ? - модификацию с объемно
центрированной кубической ячейкой и периодом а=3,283±0,003 ?. Температура
плавления титана, полученного методом иодидного рафинирования, равна
1665±5°С.


Структуры титановых сплавов.

Титан подобно железу является полиморфным металлом и имеет фазовое
превращение при температуре 882°С. Ниже этой температуры устойчива
гексагональная плотноупакованная кристаллическая решетка ?-титана, а выше –
объемно центрированная кубическая (о. ц. к.) решетка ?-титана.
Титан упрочняется легированием ?- и ?-стабилизирующими элементами, а
также термической обработкой двухфазных (?+?)-сплавов. К элементам,
стабилизирующим ?-фазу титана, относятся алюминий, в меньшей степени олово
и цирконий. ?-стабилизаторы упрочняют титан, образуя твердый раствор с ?-
модификацией титана.
За последние годы было установлено, что, кроме алюминия, существуют и
другие металлы, стабилизирующие ?-модификацию титана, которые могут
представлять интерес в качестве легирующих добавок к промышленным титановым
сплавам. К таким металлам относятся галлий, индий, сурьма, висмут. Особый
интерес представляет галлий для жаропрочных титановых сплавов благодаря
высокой растворимости в ? - титане. Как известно повышение жаропрочности
сплавов системы Ti – Al ограничено пределом 7 – 8% вследствие образования
хрупкой фазы. Добавкой галлия можно дополнительно повысить жаропрочность
предельнолегированных алюминием сплавов без образования ?2-фазы.
Алюминий практически применяется почти во всех промышленных сплавах,
так как является наиболее эффективным упрочнителем, улучшая прочностные и
жаропрочные свойства титана. В последнее время наряду с алюминием в
качестве легирующих элементов применяют цирконий и олово.
Цирконий положительно влияет на свойства сплавов при повышенных
температурах, образует с титаном непрерывный ряд твердых растворов на
основе ? – титана и не участвует в упорядочении твердого раствора.
Олово, особенно в сочетании с алюминием и цирконием, повышает
жаропрочные свойства сплавов, но в отличие от циркония образует в сплаве
упорядоченную фазу [pic].
Преимущество титановых сплавов с ?-структурой – в высокой термической
стабильности, хорошей свариваемости и высоком сопротивлении окислению.
Однако сплавы типа ? чувствительны к водородной хрупкости ( вследствие
малой растворимости водорода в ?-титане) и не поддаются упрочнению
термической обработкой. Высокая прочность, полученная за счет легирования,
сопровождается низкой технологической пластичностью этих сплавов, что
вызывает ряд трудностей в промышленном производстве.
Для повышения прочности, жаропрочности и технологической пластичности
титановых сплавов типа ? в качестве легирующих элементов наряду с ?-
стабилизаторами применяются элементы, стабилизирующие ?-фазу.
Элементы из группы ?-стабилизаторов упрочняют титан, образуя ?- и ?-
твердые растворы.
В зависимости от содержания указанных элементов можно получить сплавы
с ?+?- и ?-структурой.
Таким образом, по структуре титановые сплавы условно делятся на три
группы: сплавы с ?-, (?+?)- и ?-структурой.
В структуре каждой группы могут присутствовать интерметаллидные фазы.
Преимущество двухфазных (?+?)-сплавов – способность упрочняться
термической обработкой (закалкой и старением), что позволяет получить
существенный выигрыш в прочности и жаропрочности.


Особенности титановых сплавов.

Одним из важных преимуществ титановых сплавов перед алюминиевыми и
магниевыми сплавами является жаропрочность, которая в условиях
практического применения с избытком компенсирует разницу в плотности
(магний 1,8, алюминий 2,7, титан 4,5). Превосходство титановых сплавов над
алюминиевыми и магниевыми сплавами особенно резко проявляется при
температурах выше 300°С. Так как при повышении температуры прочность
алюминиевых и магниевых сплавов сильно уменьшается, а прочность титановых
сплавов остается высокой.
Титановые сплавы по удельной прочности (прочности, отнесенной к
плотности) превосходят большинство нержавеющих и теплостойких сталей при
температурах до 400°С – 500°С. Если учесть к тому же, что в большинстве
случаев в реальных конструкциях не удается полностью использовать прочность
сталей из-за необходимости сохранения жесткости или определенной
аэродинамической формы изделия (например, профиль лопатки компрессора), то
окажется, что при замене стальных деталей титановыми можно получить
значительную экономию в массе.
Еще сравнительно недавно основным критерием при разработке жаропрочных
сплавов была величина кратковременной и длительной прочности при
определенной температуре. В настоящее время можно сформулировать целый
комплекс требований к жаропрочным титановым сплавам, по крайней мере для
деталей авиационных двигателей.
В зависимости от условий работы обращается внимание на то или иное
определяющее свойство, величина которого должна быть максимальной, однако
сплав должен обеспечивать необходимый минимум и других свойств, как указано
ниже.
1. Высокая кратковременная и длительная прочность во всем интервале
рабочих температур. Минимальные требования: предел прочности при комнатной
температуре 100·[pic] Па; кратковременная и 100-ч прочность при 400° С –
75·[pic] Па. Максимальные требования: предел прочности при комнатной
температуре 120·[pic] Па, 100-ч прочность при 500° С – 65·[pic] Па.
2. Удовлетворительные пластические свойства при комнатной температуре:
относительное удлинение 10%, поперечное сужение 30%, ударная вязкость
3·[pic] Па·м. Эти требования могут быть для некоторых деталей и ниже,
например для лопаток направляющих аппаратов, корпусов подшипников и
деталей, не подверженных динамиче
Умар.Ш. был тут !!!!!
 
давайте изгоним мат !!!
 
ДОБРОЙ НОЧИ ОТ Ъ
ЛОКИ ИНО
 
ДМК МЭ
 
где инфааа?