Титан, его сплавы и производство

Титан (Ti) – металл серебристо-белого цвета. ρ=4,6 г/см³, t_пл=1672˚С. Сочетание легкости и тугоплавкости делают титан очень полезным материалом. При обычных температурах титан обладает коррозионной стойкостью. Однако нагрев его до температуры 500˚С делают его активным металлом, что является неплохой предпосылкой для легирования металла. Особо опасен для титана водород, который охрупчивает его. Самое основное свойства: полиморфизм.

ГПУ ОЦК

Титановые сплавы подразделяются на 3 группы:

1 группа α – сплавы.

2 группа α+β сплавы

3 группа β сплавы

Сплавы 1-ой группы – ВТ4, ВТ5, ВТ 18. (высокопрочный титановый сплав).

Сплавы 2-ой группы – ВТ8, ВТ6, ВТ14 содержат Al, Va, Mb. Они характеризуются более высокой прочностью. Но более хрупкие, чем α- сплавы.

Сплавы 3-ей группы ВТ22, ВТ15 наиболее пластичны и достаточно прочные.

Титановые сплавы применяют в технической промышленности, судостроении, авиационной техники.

Механические свойства титановых сплавов.

Наиболее прочными являются β и α+β сплавы. Титан сильно упрочняют такие элементы как алюминий, кобальт, молибден, марганец, хром.

Сумма легирующих элементов не должна превышать 25-30%.

Наиболее показательна для механических свойств титановых сплавов такая характеристика, как удельная прочность.

р – плотность.

При одинаковых σ_В удельная прочность титановых сплавов в 2 раза выше, чем у сталей. Конструкции в 2 раза легче, чем стальные.

Жаропрочность титановых сплавов. Основным легирующим элементом жаропрочных титановых сплавов является алюминий. Он растворяется в титане и сильно упрочняет его. Кроме алюминия благотворно влияют на жаропрочность такие элементы как молибден, вольфрам и кремний. Для жаропрочных сплавов важна термическая стабильность – способность сплавов сохранять неизменными структуру и свойства после длительного воздействия повышенных температур. Сильно снижают термическую стабильность кислород, азот, углерод.