3 ТИТАН ТА ЙОГО СПЛАВИ

Титан (Ті) - метал сріблясто-білого кольору, належить до туго­плавких елементів. Температура плавлення титану 1668°С, густина -р=4,505г/см3. Титан має дві поліморфні модифікації а-Ті (ГЩП), що є стійким до 882°С, та р-Ті (ОЦК), що існує при температурах вище 882°С. При а—в перетворенні об'єм зменшується. При кімнатній тем­пературі твердість йодованого титану (0,08% (Бе+А1+8і), 0,019% (€+N+0+0)) низька - 60 НВ, ав=200-250 МПа, 5=50-60 %. Такі властивості пов' язані із особливостями будови гратки, співвідношення параметрів якої с/а=1,587. Із збільшенням кількості домішок міцність титану зростає, пластичність - зменшується. Шкідливими домішками для чистого титану є вуглець, кисень, водень, азот. Ці елементи утво­рюють сполуки з високою твердістю, що викликають окрихчення ме­талу. До переваг титану слід віднести високу питому міцність, здат­ність працювати в широкому діапазоні температур, в тому числі при температурах від 250 до 500°С. Титан - корозійностійкий метал, утво­рює на поверхні щільну окисну плівку. Стійкий в умовах дії кислот (□2804, 0€1) - використовується при виготовленні резервуарів для їх зберігання. Наявність домішок зменшує опір корозії. При температурі понад 500°С титанові сплави легко окислюються, активно насичують­ся воднем з пари, що викликає явище водневої крихкості. Механізм водневої крихкості залежить від фазового складу титанових сплавів. У випадку нелегованого титану та однофазних а-титанових сплавів при­чиною явища підвищення крихкості є виділення крихкої гідридної фа­зи, що різко зменшує опір відриву. В двофазних сплавах гідриди не утворюються через присутність р-фази, що добре розчиняє водень, проте виникають зони пересичених воднем твердих розчинів, що ви­кликають крихке руйнування при низьких швидкостях деформації. Із збільшенням кількості р-фази чутливість сплавів до водневої крихкос­ті зменшується. Технічний титан маркують ВТ1-00, ВТ1-0. До недолі­ків титану належать низька теплопровідність, низькі антифрикційні властивості. Титан погано оброблюється різанням.

Титан легують наступними елементами: АІ, Мо, Мп, Сг, Бп, Zг,

М, V.

В залежності від впливу на поліморфізм титану всі легуючі елементи поділяють на три основні групи:

1. До першої групи належать елементи, що сприяють розши­ренню а-області. Ці елементи - а-стабілізатори (А1, В, С, 44, 2и), вони підвищують температуру поліморфного перетворення (рис.3.1)

Утворюють

хімічні сполуки

 

і_і_

ва, В, АІ, С,Ы%

Рисунок 3.1 - Вплив елементів першої групи на поліморфізм титану

2. Друга група елементів - рвстабілізатори (МЦУ, Мп, €г, Бе, №, 8і, ТО €□ N1)). Ці елементи знижують температуру поліморфного перетворення, збільшують обсяг р -області (рис.3.2).

Необмежена розчинність у р-77

Утворюють хімічні сполуки

 

N6, Мо, V, Та, /?е %

Сг, Мп, Ре, Л//, Си, &' %

Рисунок 3.2 - Вплив елементів другої групи на поліморфізм титану 3.   До третьої групи відносять нейтральні елементи, що не

впливають на температуру поліморфного перетворення: □£, 2г, 8п, Ое.