|
Термическая обработка титановых сплавов.
Рекристаллизационный отжиг титана и его сплавов проводят при 700 – 800 ºС, что значительно превосходит температуру рекристаллизации (500 ºС). эта температура достаточна для быстрого устранения наклепа. Фазовые превращения, рассмотренные ранее, позволяют проводить различные операции закалки и отпуска (старения). Хотя при этом такого значительного изменения свойств не происходит как при термической обработке стали, (ά – мартенсита в титановых сплавах мало отличается по прочности от равновесной α – фазы), тем не менее определенные изменения наблюдаются, и в последнее время при работе сплавов предусматривается возможность использования термической обработки и она в той или иной степени применяется на практике.
Наиболее важна термическая обработка, в результате которой измельчаются зерна при фазовой перекристаллизации и повышаются пластические свойства.
Титановые сплавы обладают низкими антифрикционными свойствами и для повышения износоустойчивости их подвергают азотированию.
Примеси в титановых сплавах.
Титан химически активный элемент. Его трудно получить высокой чистоты, а получив, трудно предохранить от вредных воздействий окружающей среды. Поэтому важно не только иметь исходный чистый титан, но и предохранить его от насыщения различными элементами при технологических переделах.
При нагреве титан поглощает кислород, азот, водород и углерод, которые образуют с α – и β – титаном твердые растворы внедрения разной предельной концентрации, в отличие от нормальных легирующих элементов (ванадия, алюминия, олова и других), образующих твердые растворы замещения. Элементы внедрения резко снижают пластичность, поэтому их следует считать вредными элементами в титановых сплавах.
Коррозионная стойкость титана.
Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большем количестве агрессивных сред, превосходя в этом отношении нержавеющую сталь.
Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной пленки (TiO ). Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной, равной листу бумаги. Если оксидная пленка на титане растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.
Среды, в которых титан не стоек: из неорганических сред – плавиковая, соляная, серная и ортофосфорная кислоты; из органических – щавелевая и уксусная кислоты.
Титан при нагреве поглощает из атмосферы газы (кислород, азот, водород) и чем выше температура, тем поглощение интенсивнее. Поэтому при технических (и эксплутационных) нагревах титан следует защищать от насыщения его газами, кислородом в первую очередь, что достигается использованием контролируемых нагревательных атмосфер или применением больших технологических припусков.
Применение титана и его сплавов.
Титан и его сплавы используют там, где главную роль играют высокая удельная прочность и хорошая сопротивляемость коррозии. Титановые сплавы применяют:
1) В авиации: обшивка самолетов, диски и лопатки компрессора, детали крепежа и т. д.);
2) В ракетной технике: корпуса двигателей второй и третьей ступени, баллоны для сжатых и сжиженных газов, сопла и т. д.;
3) оборудование для обработки ядерного горючего;
4) В химическом машиностроении: оборудование для таких сред, как влажный хлор, водные и кислые растворы хлора, теплообменники, работающие в азотной кислоте и т. д.;
5) В судостроении: гребные винты, обшивка морских судов, подводных лодок и торпед;
6) В энергомашиностроении: диски и лопатки стационарных турбин и во многих других отраслях народного хозяйства. Титановые сплавы обладают высокой пластичностью при низких температурах, что делает их пригодными для криогенной техники.
|
