Титановые сплавы марки состав

Титановые сплавы марки состав,

Примечание: Приведен усредненный состав сплавов

Классификация и химический состав литейных титановых сплавов соответствуют аналогичным маркам деформируемых сплавов; в конце марки литейного сплава добавляют букву Л. Наиболее широко в качестве литейных применяют сплавы ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ20Л, ВТ9Л. Свойства сплавов в литом состоянии близки к свойствам деформированных полуфабрикатов по показателям прочности, заметно ниже по показателям пластичности и ударной вязкости и существенно уступают по сопротивлению усталостному разрушению.

Уникальный комплекс свойств и очень высокая стоимость первых промышленных партий титана привели к тому, что он был сразу же признан военно-стратегическим металлом и направлен на изготовление деталей и узлов военной техники. Американская печать долгое время именовала его «War baby» — дитя войны. Из сплавов титана изготавливают обшивку самолетов, морских судов и подводных лодок, корпуса ракет и двигателей, диски и лопатки стационарных турбин и компрессоров авиационных двигателей, гребные вины, оборудование химической промышленности. Титан используют в медицине: благодаря полной биологической совместимости с тканями человеческого организма из титановых сплавов можно изготавливать протезы суставов, электронные стимуляторы. Применение титановых сплавов сдерживается их сравнительно высокой стоимостью. Но совершенствование технологических процессов получения и обработки приводит к снижению стоимости титановых сплавов и открывает широкие перспективы их применения.

Никель относится к переходным металлам c ГЦК решеткой, имеет плотность 8,9 г/см 3 , температуру плавления 1455 С, обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосфере и достаточно устойчив к коррозии в морской воде. Никель – остродефицитный металл. Его в больших количествах используют для легирования сталей, производства жаростойких, жаропрочных сплавов, которые позволяют эксплуатировать детали авиакосмической техники при температурах нагрева до 1100 С.

Технически чистый никель марок НП1,…НП4 (ГОСТ 492-73) производят в виде листов и прутков для использования в приборостроении и машиностроении.

Для легирования никеля применяют Cr, Co, Al, W, Mo, V, Ti, Ta, Re, Nb, Hf. Наиболее вредны примеси серы и легкоплавких металлов: свинца, висмута.

Никелевые сплавы специального назначения являются твердыми растворами марганца, хрома, алюминия в никеле (ГОСТ 492-73). Например хромель НХ9,5 ( 9,0-10,0 % Cr) и алюмель НМцАК2-2-1 (1,8-2,7 % Mn, 1,6-2,4 % Al и 0,85-1,50 % Si) – сплавы для хромель-алюмелевых термопар, предназначенных для длительной работы при температурах до 1100 С.

Легирование никеля хромом (более 15 %) резко повышает жаростойкость сплава за счет образования защитной пленки. Жаростойкие сплавы получили название нихромов: Х10Н90, Х30Н70, Х50Н50, Х20Н75БТЮ (ГОСТ 10994-74).

Читайте также:  Охлаждение для аргонной сварки

До температуры 680 С целесообразно использовать железоникелевые жаропрочные сплавы с высокими свойствами и более низкой ценой, по сравнению с никелевыми сплавами: Х35ВТ, Х35ВТЮ. Но в качестве особо жаропрочных материалов наибольшее распространение получили суперсплавы на никелевой основе. Жаропрочные никелевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. В соответствии с ГОСТ 2176-77 марка деформируемого жаропрочного сплава начинается с буквы Х (хром), затем идет буква Н(никель), после чего следуют буквы без цифр, обозначающие элементы, аналогично маркировке легированных сталей. Содержание легирующих элементов в марке не отражено, но после буквы Н указано среднее содержание никеля – основы сплава. В табл. 3.10 в скобках указана старая марка сплава. Литейные сплавы маркируют условными буквами и цифрами.

Титановые сплавы — имеют в основе титан, один из самых распространённых элементов на земле. Имея высокую прочность, коррозионную стойкость и массу других особенных и полезных свойств, сплав применяется даже в ракетном строительстве.

Титановые сплавы марки состав

Классификация титановых сплавов, виды и характеристика

Характерной особенностью титана является наличие двух аллотропических модификаций, то есть состояний, имеющих одинаковый химический состав. Таким образом, строение и свойства у титана, самого важного элемента, входящего в титановые сплавы, может отличаться.

Согласно общепринятой классификации, титановые сплавы делятся на группы:

  1. высокопрочные конструкционные,
  2. жаропрочные,
  3. химические.

Некоторые виды технического титана, необходимого для металлургической промышленности, отличаются разным уровнем прочности. Этот показатель напрямую зависит от содержания таких примесей, как азот, кремний, железо, углерод. При этом увеличивающаяся прочность сплава, достигающаяся добавлением большего количества алюминия, обычно обозначает пропорционально уменьшающуюся пластичность. Вместе с этим титан, содержащий алюминиевые добавки, становится более дешёвым, то есть более экономически выгодным материалом.

Группа конструкционного титана объединяет в себе титановые сплавы, которые обладают свойствами высокой коррозийной стойкости к внешним воздействиям, могут с лёгкостью свариваться между собой, а также с некоторыми другими металлическими изделиями и деталями. Сейчас уже создан специальный титан-сплав, который называется морским и применяется в солёной морской воде для производства прочных глубоководных агрегатов. Он обладает не только высокой физической и усталостной прочностью, но также и хладостойкостью. Благодаря особенностям состава и производства, данный тип сплавов является металлопродуктом с неограниченным сроком применения.

Маркировка

Кроме упомянутого общего разделения, сплавам из титана присваивается специальная маркировка, которая соответствует составу и параметрам конкретного титан-материала. Технические марки ВТ1-1, ВТ1-0, ВТ1-00 содержат титан от 99,3 до 99,9%:

Разновидность титанового сплава, называемая титановой губкой (ТГ), может производиться одной из следующих маркировок: ТГ-90, ТГ-110, ТГ-150, ТГ-120, ТГ-Тв, ТГ-130, ТГ-100.

Читайте также:  Метрическая резьба размеры таблица стандартный шаг

Литейные титановые виды имеют маркировки ВТ20Л, ВТ21Л, ВТ14Л, ВТ9Л, ВТ6Л, ВТ1Л, ВТ3-1Л, ВТ5Л (ВТ — высокопрочный титан, Л — литейный).

Титановые сплавы марки состав

Особенности титановых сплавов и их получения

Общие особенности, которые имеют марки титана:

  • немагнитность (отсутствие реакции на воздействие магнитного поля или его создание);
  • прочность в сочетании с низкой плотностью, дающие небольшой вес и поразительную хладостойкость (последнее свойство даёт «зелёный свет» применению титана в условиях постоянного и сильного холода);
  • технологичность в процессе прессования (благодаря этому сплав используется, как заготовка для обработки прессом);
  • высокая коррозионная стойкость (сплав настолько хорошо выдерживает высокую влажность, что может применяться даже в воде).

Титановые сплавы марки состав

Сплав проявляет свои механические свойства в зависимости от содержания внутри него таких веществ, как водород, азот, кислород и углерод. Именно они образуют с титаном, основным элементов сплава, твёрдые соединения, называемые в химии нитритами, оксидами, гидридами, карбидами. Так, повышение содержания перечисленных элементов влияет на сплав в сторону увеличения плотности, твёрдости и уменьшения пластичности, способности подвергаться сварке (штамповке и пайке) либо противостоять коррозии. Сплав при большом содержании водорода значительно увеличивает свою хрупкость.

Метод изготовления сплава из титана зависит от той разновидности материала, которую необходимо получить на выходе. Например, чистейший йодный титан-сплав можно произвести путём диссоциации термического типа, в которой участвует четырёхйодистый сплав, либо применяется способ зонной плавки. Однако, благодаря невысокому модулю упругости титана, изготовление жёстких конструкций из данного составного вещества становится затруднительным, поэтому не производится.

Применение

Сферы человеческой жизнедеятельности, в которых с успехом применяется титановый сплав, трудно перечислить. Титановые сплавы прежде всего известны тем, что нашли реализацию в ракетостроении и других сферах, связанных с покорением космоса, самолётостроением и проведением научно-исследовательских работ в этом направлении. Для упомянутых сфер изготавливают титановые детали для каркаса воздушных и космических судов, элементы обшивки, топливные бачки, внутренности для мощных реактивных двигателей, компрессоры, диски, части воздухозаборников.

Титановые сплавы марки состав

Кроме безвоздушного пространства в космосе и разряженной атмосферы в пределах планеты, титан применяется для водных работ, то есть для установки на морских и океанических судах. Титановым делают корпус грузоподъёмного судна, его насосные детали, гребные винты и т.д.

Медицинская промышленность не смогла бы быть такой прогрессивной без титановых сплавов, применяемых для изготовления высокопрочных и точных мединструментов, внутрикостных фиксационных приспособлений, внутренних протезов, хирургических зажимов. Для химических производств сплав титан уже давно стал незаменим при изготовлении различных реакторов, выдерживающих агрессивные химические среды, а также центрифуг, лабораторных насосов и специальных змеевиков.

Читайте также:  Устройство и принцип работы центробежного насоса

Промышленность, связанная с общественным питанием, обязана титану возможностью производства сепараторов, частей для рефриджераторов, цистерн и разнообразных холодильных ёмкостей. В такой сложной области, как гальванотехника, работающей с электрическим током, титан входит в состав анодных корзин, гальванических ванн, трубопроводов, подвесок, теплообменников. В нефтегазовой промышленности описываемым сплавом пользуются для изготовления частей клапанов, фильтров, отстойников и других специальных резервуаров.

Титановые сплавы помогают человечеству в производственной деятельности, а также при изготовлении пищи, техники, ракет, кораблей, инструментов для медицины, уже долгое время. До сих пор изобретаются всё новые сплавы с уникальным сочетанием элементов и добавлением новых, которые обладают ещё неизвестными до этого свойствами, передающимися конечному титан-сплаву. В зависимости от содержания изначальных веществ, способа и условий изготовления титан приобретает различные свойства и соответствующим образом маркируется.

Химический состав титановых сплавов

Содержание металлов в сплаве:

__ Марка __ сплава Титан Ti,% Алюминий Al,% Марганец Mn,% Вольфрам W,% Молибден Mo,% Ниобий Nb,% Ванадий Va,% Цирконий Zn,% Хром Cr,% Олово Sn,% Кремний Si,% Железо Fe,%
BT 1-0099,05
BT 1-098,28
OT 4-096,0181,41,3
OT 4-194,1682,62
OT 491,66862
BT 686,5856,85,3
BT 5-188,66563
BT 590,4166,2
BT 6C87,7166,54,5
BT 3-185,7857320,40,7
BT 887,38573,80,2
BT 985,98673,820,35
BT 1486,6856,33,81,9
BT 1574,3683,6811,5
BT 1684,3853,85,55
BT 1884,4658,211,51,80,18
BT 2084,985722,52,5
BT 2279,2065,75,55,51,51,5
BT 2582,5957,20,5-1,52,52,52,50,25
BT 18y81,6657,311,54,530,25
ПТ 3В91,23262,5
ПТ 7М93,5342,53
1986,4146,542,5
1487,7345,63,52,5
2894,9442,52
4094,3743,61,6
94,3346
1784,1646,52,26,5

Примечание :
Во всех сплавах допуск суммы Cu и Ni — 0,1
в том числе Ni — 0,08%, в сплавах, не содержащих Cr и Mn (последние — допуск в сумме = 0,15%).
Во всех сплавах содержание Mo допускается частичная замена его W — 0,3%