Маркировка титана – Расшифровка титановых сплавов. Маркировка титана и его сплавов

alexxlab | 10.02.2020 | 0 | Разное

Расшифровка титановых сплавов. Маркировка титана и его сплавов

Титан занимает 4-е место по распространению в производстве, но эффективная технология его извлечения была разработана только в 40-х гг прошлого века. Это металл серебристого цвета, характеризующийся небольшой удельной массой и уникальными характеристиками. Для анализа степени распространения в промышленности и других сферах необходимо озвучить свойства титана и области применения его сплавов.

Основные характеристики

Металл обладает малой удельной массой – всего 4.5 г/см³. Антикоррозийные качества обусловлены устойчивой оксидной пленкой, образующейся на поверхности. Благодаря этому качеству титан не изменяет своих свойств при длительном нахождении в воде, соляной кислоте. Не возникают поврежденные участки из-за воздействия напряжения, что является основной проблемой стали.

В чистом виде титан обладает следующими качествами и характеристиками:

  • номинальная температура плавления — 1 660°С;
  • при термическом воздействии +3 227°С закипает;
  • предел прочности при растяжении – до 450 МПа;
  • характеризуется небольшим показателем упругости – до 110,25 ГПа;
  • по шкале НВ твердость составляет 103;
  • предел текучести один из самых оптимальных среди металлов – до 380 Мпа;
  • теплопроводность чистого титана без добавок – 16,791 Вт/м*С;
  • минимальный коэффициент термического расширения;
  • этот элемент является парамагнитом.

Для сравнения, прочность этого материала в 2 раза больше, чем у чистого железа и в 4 раза такого же показателя алюминия. Также титан имеет две полиморфные фазы – низкотемпературную и высокотемпературную.


Для производственных нужд чистый титан не применяется из-за его дороговизны и требуемых эксплуатационных качеств. Для повышения жесткости в состав добавляют оксиды, гибриды и нитриды. Реже изменяют характеристики материала для улучшения стойкости к коррозии. Основные виды добавок для получения сплавов: сталь, никель, алюминий. В некоторых случаях он выполняет функции дополнительного компонента.

Области применения

Благодаря небольшой удельной массе и прочностным параметрам титан широко используется в авиационной и космической промышленности. Его применяют в качестве основного конструкционного материала в чистом виде. В особых случаях за счет уменьшения жаропрочности делают более дешевые сплавы. При этом его сопротивление коррозии и механическая прочность остаются неизменными.


Кроме этого, материал с добавками титана нашел применение в следующих областях:

  • Химическая промышленность. Его стойкость практически ко всем агрессивным средам, кроме органических кислот, позволяет изготавливать сложное оборудование с хорошими показателями безремонтного срока службы.
  • Производство транспортных средств. Причина – небольшая удельная масса и механическая прочность. Из него делают каркасы или несущие элементы конструкций.
  • Медицина. Для особых целей применяется специальный сплав нитинол (титан и никель). Его отличительное свойство – память формы. Для уменьшения нагрузки пациентов и минимизации вероятности негативного воздействия на организм многие медицинские шины и подобные им устройства делают из титана.
  • В промышленности металл применяется для изготовления корпусов и отдельных элементов оборудования.
  • Ювелирные украшения из титана обладают уникальным внешним видом и качествами.


В большинстве случаев материал обрабатывается в заводских условиях. Но есть ряд исключений – зная свойства этого материала, часть работ по изменению внешнего вида изделия и его характеристик можно выполнять в домашней мастерской.

Особенности обработки

Для придания изделию нужной формы необходимо использовать специальное оборудование – токарный и фрезерный станок. Ручное резание или фрезеровка титана невозможна из-за его твердости. Помимо выбора мощности и других характеристик оборудования необходимо правильно подобрать режущие инструменты: фрезы, резцы, развертки, сверла и т.д.


При этом учитываются такие нюансы:

  • Титановая стружка легко воспламеняется. Необходимо принудительное охлаждение поверхности детали и работа на минимальных скоростях.
  • Гибка изделия выполняется только после предварительного разогрева поверхности. В противном случае велика вероятность появления трещин.
  • Сварка. Обязательно соблюдение особых условий.

Титан – уникальный материал с хорошими эксплуатационными и техническими качествами. Но для его обработки следует знать специфику технологии, а главное – технику безопасности.

Титан (Ti) — это химический элемент под номером 22 в 4 группе современной периодической системы элементов. Простое вещество титан плавиться при температуре выше 1660 °C. Этот металл, как и цинк, в различных условиях может проявлять две формы устройства кристаллической решётки: форму a и форму b (при температуре выше 883 °C). a-Ti имеет гексагональную плотноупакованную форму решётки, b-Ti имеет кубическую объёмноцентрированную упаковку.


cityshin.ru

50(36). Титан и сплавы на его основе, маркировка, свойства и область применения

Титан– металл серебристо-серого цвета с высокой температурой плавления 1668оС и плотностью 4,5 г/см3, отличается химической инертностью и биологической совместимостью с живыми тканями.

Отечественная промышленность выпускает технический титан марок ВТ1-00 и ВТ1-0, содержащий около 99,5 % Ti. Технический титан обладает низкой прочностью, высокой пластичностью и вязкостью; применяется в химической промышленности, радиоэлектронике и медицине.

Для повышения механических свойств титан легируют алюминием, магнием, ванадием, молибденом и др. элементами. Титановые сплавы поставляются в виде листов, труб, прутков, проволоки, поковок, отливок и др. Сплавы достаточно технологичны – хорошо льются, обрабатываются давлением, свариваются дуговой сваркой в атмосфере защитных газов, но плохо обрабатываются резанием (вязкие).

К деформируемымотносятся сплавы ВТ5, ВТ6, ВТ8, ВТ14 и др., а также сплав ОТ4 (содержит 4,5 %Alи 1,5 %Mn).

Литейные сплавы имеют в конце марки букву Л и отличаются повышенной жидкотекучестью за счет введения специальных добавок (ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ14Л).

Деформируемые и литейные сплавы могут упрочняться термической обработкой, состоящей из закалки и искусственного старения.

Титановые сплавы по сравнению с другими легкими металлами обладают наибольшей прочностью (σв=700…1400 МПа), коррозионной и теплостойкостью, высоким сопротивлением ползучести; однако они примерно в 25–90 раз дороже рядовой стали и обладают вдвое меньшей жесткостью, поэтому их применение экономически и технически оправдано только в агрессивных средах (сосуды и трубы для химических аппаратов, корпуса атомных подводных лодок, лопатки турбин, обтекатели сверхзвуковых самолетов, медицинские протезы и т.п.).

51(37). Медь и сплавы на ее основе, маркировка, свойства и область применения

Медь– металл красно-розового цвета с температурой плавления 1083оС; имеет плотность 8,94 г/см3; очень хорошо проводит электрический ток и тепло, уступая только серебру. Медь легко деформируется и паяется; но плохо сваривается и обрабатывается резанием, дает большую усадку при литье.

Промышленность выпускает медь в виде листов, фольги, труб, прутков и проволоки для электротехнической, радиоэлектронной и др. отраслей промышленности. В зависимости от химического состава установлены следующие марки меди: М00, М0, М1, М2, М3, М4 с содержанием

Cuот 99,99 до 99,0 %, соответственно.

Для повышения эксплуатационных свойств медь легируют различными элементами, для обозначения которых применяют следующие буквы: А – алюминий, Б – бериллий, Ж – железо, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, О – олово, С – свинец, Ф – фосфор, Х – хром, Ц – цинк и т.д.

По технологии получения заготовок медные сплавы традиционно делят на деформируемые и литейные, а по химическому составу – на латуни и бронзы:

Латунь– сплав на основе меди и цинка, но в нее могут входить и другие элементы;

Бронза– сплав меди с другими элементами, в числе которых, но наряду с другими, может быть и цинк.

Обозначение латуней начинается с буквы Л, а бронз – с букв Бр; далее следует сочетание букв и цифр; цифры, следующие за буквами, указывают содержание легирующих элементов в %. При этом в деформируемых латунях и бронзах сначала перечисляют все буквы, а затем следуют цифры через черточку, например, латунь ЛАЖ60-1-1 содержит 60 %

Cu, 1 %Al, 1 %Fe, остальноеZn, а бронза БрОЦ4-3 – 4 %Sn, 3 %Zn, остальноеCu; в литейных сплавах цифры следуют непосредственно после букв, например, латунь ЛЦ30А3 содержит 30 %Zn, 3 %Al, остальноеCu, а бронза БрО3Ц12С5 – 3 %Sn, 12 %Zn, 5 %Pb, остальноеCu.

Латуни и бронзы за счет повышенного содержания отдельных элементов приобретают специфические технологические и эксплуатационные свойства:

  • латуни с высоким содержанием меди (Л96 – томпак, Л85 – полутомпак) обладают высокой пластичностью и теплопроводностью, а также пониженной склонностью к коррозионному растрескиванию; легко обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии; используются для штамповки деталей сложной формы;

  • латуни с высоким содержанием цинка (Л59, ЛС59-1 – автоматная латунь, Л60, Л62) обладают более высокой прочностью и очень хорошо обрабатываются резанием; применяются для изготовления мелких сложных деталей на станках-автоматах;

  • оловянные латуни (ЛО62-1, ЛО70-1 – морские латуни) устойчивы против коррозии в морской воде;

  • оловянные бронзы (БрОЦ4-3, БрО4Ц4С17 и др.) обладают высокими упругими и антифрикционными свойствами; используются для изготовления пружин, мембран, втулок, вкладышей подшипников, червячных пар и т.п.;

  • алюминиевые бронзы (БрАЖ9-4, БрА10Ж3Мц2 и др.) хорошо сопротивляются коррозии в морской воде и тропическом климате, имеют высокие механические и технологические свойства; используются для изготовления арматуры и антифрикционных деталей

  • кремнистые бронзы (типа БрКМц3-1) обладают высокими упругими и технологическими свойствами; применяются при изготовлении приборных пружин, работающих в морской воде и др. агрессивных средах;

  • бериллиевые бронзы (БрБ2, БрБНТ1,7 и др.) обладают уникальными упругими и антифрикционными свойствами; используются для изготовления ответственных пружин, мембран и др. упругих элементов в точных приборах.

Механические свойства некоторых медных сплавов, например, алюминиевой латуни и бериллиевой бронзы могут быть существенно улучшены путем термической обработки, состоящей из закалки и искусственного старения.

Легирование меди никелем значительно повышает ее механические свойства, коррозионную стойкость, электросопротивление и термоэлектрические характеристики. Применяющиеся в промышленности медно-никелевые сплавы можно условно разделить на две основные группы: коррозионностойкие и электротехнические:

  • в первую группу входят сплавы под названием мельхиор (МН19, МНЖМц30-1-1), нейзильбер (МНЦ15-20, МНЦС16-29-1,8) и куниаль (МНА13-3, МНА6-1,5), обладающие повышенной прочностью, хорошей обрабатываемостью давлением, высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, органических кислотах и др. агрессивных средах;

  • во вторую группу входят термоэлектродные сплавы для термопар – константан (МНМц40-1,5) и изготовления компенсационных проводов к термопарам (МН0,6; МН16), а также манганин (МНМц3-12), используемый для создания прецизионных катушек электросопротивления, т. к. он обладает малым температурным коэффициентом сопротивления.

Стоимость меди и сплавов на ее основе в зависимости от чистоты и содержания легирующих элементов в большинстве случаев в 8–35 раз превышает стоимость рядовой стали.

studfiles.net

Титановый лист различных марок: применение, производство и маркировка » Авиатитан

Титановый лист различных марок: применение, производство и маркировка

В 21 веке, наверное будет достаточно трудно отыскать более прочный, легкий и стойкий к коррозии металл, чем титан. А все потому, что он владеет великолепными потребительскими свойствами положительно отличающими его от других металлов, а именно: стойкость к высоким температурным режимам, достаточно агрессивному внешнему воздействию солей, влаги и разнообразных органических веществ, а также титан обладает способностью выдерживать достаточно резкие температурные перепады и очень высокое давление.

Имея способность в максимальном объеме сберегать абсолютно все свои качественные характеристики, присущие титану первоначально, титановый лист будет необходимым в областях, очень важное значение в которых занимает способность к устойчивости по отношению к агрессивным внешним воздействиям. Согласно рыночной популярности данный металл на данный момент может уступить ветку первенства только лишь некоторым металлам, таким как к примеру алюминий, железо и магний. А все потому, что титан в своем чистом составе, не обладая добавлением в свою структуру каких-угодно малейших добавок и примесей, по таким основным характеристикам, как прочность и легкость, принципиально не планирует уступить первенство даже по отношению к стали, и более того - значительно опережает ее. Не смотря на присущие титану антифрикционные качества, достаточно слабую теплопроводимость и очень высокую температуру плавления - титан успешно компенсирует все свои имеющиеся недостатки достаточной легкостью штамповки и ковки. Сравнительно высокая себестоимость производства титана объясняется техническими трудностями извлечения данного металла из состава титаносодержащих руд.

Сфера применения титанового листа.

Одной из основных сфер, в которых титановый лист получил массовое использование и применение, является авиастроение. Его успешно используют для изготовления достаточно большого количества конструктивных элементов самолетов, в числе которых обязательно присутствуют несущие плоскости (например крылья), разнообразные составляющие детали корпуса фюзеляжа, винты, лопасти, а также различные приводы и воздухозаборники.

Данный вид титанового проката, помимо выше сказанного очень активно используется в судостроении при изготовлении разнообразного вида аппаратуры, в качестве материала применяемого в качестве обшивки для подводных лодок, различных частей корабельных корпусов и разнообразных корабельных винтов. Так же очень популярным и востребованным титановый лист является в изготовлении современных двигателей, обладающих очень высокой мощностью. Титан также получил очень обширное использование и в многих других отраслях промышленности, например таких популярных и востребованных, как пищевая промышленность, газодобывающая отрасль, нефтехимическая (титановый лист активно используется при изготовлении нефтяных платформ). В том числе, что очень немаловажно и актуально в 21 веке, титан очень активно используется в современной медицине (т.к. из титана успешно производятся медицинские имплантанты и зубные протезы, в связи с тем, что титан является одним из немногих металлов, имеющих биологическую совместимость с организмом человека).

Активное использование и популярность титановый лист получил также в банальном строительстве, в качестве строительного материала используемого при облицовке зданий и строений, а так же для производства современной, качественной бытовой техники. А благодаря таким незаменимым его свойствам, как наличие устойчивости по отношению к достаточно резким и очень кардинальным преобразованиям температурного режима и атмосферного давления, а также к вибрации, титан в прямом смысле слова обрел полезность и незаменимость в отрасли ракетостроения.

Производство титанового листа и его маркировка.

Подобные виды титанового проката, к примеру титановый лист, производят либо из титана в его чистом виде, либо же из титаносодержащих сплавов. Данные разновидности маркируются, как правило, таким способом:
- ВТ1-0, ВТ1-00. Маркировка ВТ имеет непосредственную принадлежность к техническому титану, наиболее подходящему для работы в очень высокотемпературных режимах, значение которых может достигать и даже превышать 450° цельсия. Подобные титановые листы принято производить как правило толщиной до 100 мм и длиной не более 6000 мм. У подобных титановых листов с толщиной от 20 до 100 мм кромки как правило не обрезаются.
- ВТ6. Данный титановый лист главным образом отличается очень отличным качеством, т.к. он прежде всего имеет очень высокий уровень прочности и обладает стойкостью к коррозионным влияниям, совершенно не имеет магнитных свойств и очень стойкий по отношению к достаточно высоким температурным режимам.
- ОТ4. При помощи аббревиатуры ОТ имеет место маркировка титанового сплава, принятый еще также называться как «опытный титан», а помимо этого, особенно успешно его применяют при производстве морских судов и космических ракет. Если титановый лист маркирован аббревиатурой ОТ, то по умолчанию подразумевается наличие у него идеальной поверхности, не имеющей содержания в своем составе каких либо присутствующих минимальных вмятин, трещин и неровностей. Титановый сплав марки ОТ-4 также подлежит активной деформации. В его составе содержатся т присутствует алюминий и магниевая присадка. Данный сплав является жаропрочным и пригодным к работе в условиях температурного режима до 350°С в течении 2000 часов. Штамповка титанового листа может производиться в холодном состоянии. Он достаточно легко поддается различным видам сварки: аргонодуговой, контактной и электронно-лучевой.

Титановые листы так же принято классифицировать в соответствии с их химическим составом, согласно их заявленной длины, ширины и качества отделки, а так же существующих норм ГОСТа. По технологическому процессу в первую очередь производятся отожженные листы, только лишь после чего их уже правят, проглаживают и обрезают строго под углом в 90°. Исходя из этого, принято различать отожженные, правленные и проглаженные листы соответственно.

Согласно существующим нормам на поверхности стандартного титанового листа не может быть никаких дефектов, к примеру, трещин, надрывов, расслоений, либо всевозможных впадин, а на самой кромке титанового листа не могут присутствовать грубые заусеницы. По ГОСТу 90013-81, согласно которому, титановый лист стоит так же классифицировать согласно качеству его отделки и возможно его различать как титановый лист обычного качества (не имеет маркировки), так и повышенного (П), и даже высокого качества (В).

Данный вид титанового проката согласно показателю плоскостности может быть как улучшенной плоскостности (У), так и нормальной плоскостности (не маркируется).

Купить титановый лист в городе Харьков.

ООО АВИАТИТАН осуществляет оптовую и розничную продажу титановых листов из различных марок титана: ВТ1-0, ВТ5-1, ВТ6, ВТ6с, ВТ14, ВТ20, ОТ4,ОТ4-0, ОТ4-1, ПТ3В, СП3В.
Мы готовы поставить вам титановый прокат, а также изделия и полуфабрикаты из других металлов не только в пределах города Харьков и Харьковской области, а и в любой другой город Украины удобным для Вас перевозчиком. Для получения более детальной информации о титановых листах и их характеристиках, а также сделать заказ вы можете в любое удобное для вас время связавшись с нашим менеджером по телефону:

+38 (067) -914-69-91,

либо написать нам на почту: [email protected]


Рейтинг:

(голосов: 4)

Новость опубликована 3-05-2016, 19:33.

aviatitan.net

Титан

Титан (Ti) — это химический элемент под номером 22 в 4 группе современной периодической системы элементов. Простое вещество титан плавиться при температуре выше 1660 °C. Этот металл, как и цинк, в различных условиях может проявлять две формы устройства кристаллической решётки: форму a и форму b (при температуре выше 883 °C). a-Ti имеет гексагональную плотноупакованную форму решётки, b-Ti имеет кубическую объёмноцентрированную упаковку.

Обнаружили титан в XVIII веке, но в промышленных масштабах стали производить только в XX веке в виду сложности его извлечения из полиметаллической руды и больших энергозатратах на производство титана. В земной коре содержится порядка 0,57 % титана от общей массы, 0.001 мг/л3 в морской воде. Это десятый по популярности элемент в земной коре. Сегодня купить титан можно в нашем магазине.

В ходе изучения свойств этого металла обнаружились его полезные свойства. Титан имеет высокую прочность, пластичность, стойкость к коррозии (в виду образования оксидной плёнки) и устойчивость к воздействию кислот и щелочей (исключая плавиковую кислоту, концентрированную серную кислоту и ортофосфорную кислоту). Он имеет хорошую ковкость и вязкость. При этом его плотность по сравнению с другими металлическими сплавами невелика: 4,54 г/см3.

При температуре 250 °C титановые сплавы сильно теряют в прочности. Но жаропрочные сплавы хорошо проявляют себя в интервале 300-600 °C. С увеличением температуры они уступают в прочности сплавам Fe и Ni. По пластичность Ti проявляет лучшие качества чем металлы с аналогичным устройством кристаллической решётки (цинк, магний, кадмий). Таким образом это лёгкий, прочный, ковкий, вязкий, пластичный, коррозиестойкий металл, который содержится в земной коре в достаточных количествах, чтобы не быть чрезмерно дорогим.

Классификация титана и титановых сплавов

Из титана выпускается широкий спектр заготовок. Черновой титан производится в виде губки. Сплавы Ti легируются оловом, алюминием, марганцем, хромом, ванадием, молибденом и другими металлами, с целью совершенствования прочности, жаростойкости, коррозионной стойкости и других качеств. В виду этого, классификация титановых сплавов весьма велика. Следовательно различаются:

  • и многокомпонентные сплавы.

По способу изготовления сплавы классифицируются на:

  • и деформируемые

По механическим свойствам:

  • повышенной пластичности и низкой прочности,
  • средней прочности,
  • высокой прочности.

По степени обработки титановые сплавы:

  • всегда отожжённые,
  • прошедшие процедуру закалки и старения (сплавы с a+b кристаллической структурой),
  • прошедшие процедуру химико-термической обработки.

Ознакомившись с основной классификацией сплавов и заготовок из Ti, можно приступить к подробному описанию их свойств.

Свойства технического титана и промышленных сплавов

В маркировке титана присутствуют значительные отличия от других сплавов. Поэтому прежде, чем приступить к изучению таблиц, необходимо разобраться с этим.

    • В России на практике титановые сплавы всегда имеют маркировку Т.
    • Перед литерой Т проставляется буквенное обозначение производителя (В — ВИАМ, О — опытная разработка Свердловского завода и ВИАМ, П — «Прометей» Санкт-Петербург и другие).
    • Сплавы могут маркироваться численными обозначениями, указывающими чистоту сплава. К примеру, титан высшей чистоты, произведённый ВИАМ может маркироваться ВТ1-00. В других случаях численные обозначения могут не сказать Вам ничего конкретного.
    • Иногда же дополнительные литеры могут указывать на какие-то особые качества металла (И — специальный сплав, В — ванадиевый сплав, Л — литейный сплав, ГТ — губчатый титан).

Приведём наиболее популярные буквенные и цветовые маркировки сплавов с последующей расшифровкой.

Далее мы приводим таблицы по свойствам титановых сплавов, исключив промышленные заготовки.

Получение титана

Титан получают из полиметаллических руд: ильменита, рутила, перовскита, титанита, и других полезных ископаемых. В руде содержится до 60% TiO2. Поэтому изначально необходимо получить ильменитовый концентрат, методом флотации. После флотационного обогащения ильменита, содержание оксида титана возрастает до 90-99 %.

Ильменитовый концентрат расплавляется, с целью получения титана в шлаке. Из шлака получают шихту Ti. Из титана получают тетрахлорид титана, с одновременным восстановлением TiO2 и хлорированием. Тетрахлорид титана проходит ректификационную очистку. Сюда следует также включить процедуру получения магния электролизом из хлористого магния. Далее титан восстанавливается из тетрахлорида титана. (Наиболее перспективно восстановление с помощью магния). Восстановления производится в герметичных аппаратах или в аргонной среде, путём пропускания газа тетрахлорида титана через расплавленный магний. Титан проходит процедуру вакуумной сепарации. Блоки губчатого титана перерабатываются, после чего губки направляются на переплавку. Переплавка осуществляется в электродуговой печи с постоянным вольфрамовым электролитом, или в электропечи с высокочастотным нагревом.

Полученные заготовки идут на производства и формуются в:

Титановая промышленность

В мире имеется порядка одного миллиарда тон подтверждённых запасов титана. Хотя титан бал обнаружен в XVIII веке, в XIX веке был выделен в чистом виде, промышленные обороты производство титана приняло только в XX веке. Титановая промышленность и основные запасы титановых руд сосредоточены в КНР, России, США, Японии, Казахстане и Украине. С сохранением темпов расходования ресурсов титана, запасов Ti хватит ещё примерно на 150 лет. Для наглядности нами приведена сводка по титановой промышленности за 1996-2001 годы.

Титановая промышленность в России набирает обороты, ВСМПО-Ависма является одним из ведущих производителей в этой отрасли. Опыт этого предприятия весьма интересен и наглядно описывается в статье журнала Forbes - «Титаническое производство: как работает крупнейший производитель титана в мире». В этой статье говориться о том, что ВСМПО располагает двумя заводами вблизи Уральского хребта. ТГ — титановая губка производится в Березняках Пермского края, а заготовки в виде слитков и других полуфабрикатов производят в Верхней Следе.

На заводе, где из титана изготавливают детали, работает порядка 100 человек в три смены. Продукция производится по передовым технологиям, с применением дорогостоящих станков и автоматов, стоимость каждого составляет порядка 5 млн $. Станки доставлены из США, с согласия самого президента — Барака Обамы. Продукция заводов пользуется спросом по всему миру. На этом предприятии изготавливают детали для болидов формулы-1, продукции Boeing, Airbus и других.

Применение

Частично мы уже сказали о применении титана и его сплавов. Из него производят детали для авиационной промышленности, в машиностроении, космической отрасли, подводных лодок, товаров народного потребления. Однако, статистические исследования Titanium Corporation на 2005 год дают следующую оценку по потреблению этого материала.

  • Только 7 % титана используется в машиностроении.
  • 13 % уходит на бумажное производство.
  • 20 % используется при изготовлении пластика.
  • И 60 % при изготовлении красок.

Но давайте обратимся к рекомендациям. Сплавы Ti низкой прочности и высокой пластичности предназначены для эффективного использования в авиационной и космической отрасли, химической промышленности, производстве тепловой и криогенной техник. Из него производят практически все виды заготовок, и применяют для изготовления сварных элементов конструкций.

Ti средней прочности рекомендован для применения в производстве холодильной техники, в судостроении, производстве различных ёмкостей, деталей работающих длительное время при температуре 400 °C, 750-800 °C – кратковременно, в зависимости от типа сплава эти рекомендации могут отличаться.

Сплавы же Ti высокой прочности рекомендовано использовать при изготовлении ответственных деталей и элементов конструкций, работающих под нагрузкой, турбин, сварных элементов конструкций, штампованных изделий и деталей, рассчитанных для работы при температуре 400 °C, 750 °C – кратковременно.

nfmetall.ru

Титановые сплавы: обработка, свойства, применение, марки

Одним из самых распространенных элементов, который находится в земле, можно назвать титан. Согласно результатам проведенных исследований, он занимает 4-е место по степени распространенности, уступая лидирующие позиции алюминию, железу и магнию. Несмотря на столь большое распространение, титан стал использоваться в промышленности лишь в 20 веке. Титановые сплавы во многом повлияли на развитие ракетостроения и авиации, что связано с сочетанием малой плотности с высокой удельной прочностью, а также коррозионной стойкостью. Рассмотрим все особенности данного материала подробнее.

Титановые сплавы

Общая характеристика титана и его сплавов

Именно основные механические свойства титановых сплавов определяют их большое распространение. Если не уделять внимание химическому составу, то все титановые сплавы можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Высокая коррозионная стойкость. Недостатком большинства металлов можно назвать то, что при воздействии высокой влажности на поверхности образуется коррозия, которая не только ухудшает внешний вид материала, но и снижает его основные эксплуатационные качества. Титан менее восприимчив к воздействию влажности, чем железо.
  2. Хладостойкость. Слишком низкая температура становится причиной того, что механические свойства титановых сплавов существенно снижаются. Часто можно встретить ситуацию, когда эксплуатация при отрицательных температурах становится причиной существенного повышения хрупкости. Титан довольно часто применяется при изготовлении космических кораблей.
  3. Титан и титановые сплавы имеют относительно низкую плотность, что существенно снижает вес. Легкие металлы получили широкое применение в самых различных отраслях промышленности, к примеру, в авиастроении, строительстве небоскребов и так далее.
  4. Высокая удельная прочность и низкая плотность – характеристики, которые довольно редко сочетаются. Однако именно за счет подобного сочетания титановые сплавы сегодня получили самое широкое распространение.
  5. Технологичность при обработке давлением определяет то, что сплав применяется часто в качестве заготовки при прессовании или другом виде обработки.
  6. Отсутствие реакции на воздействие магнитного поля также назовем причиной, по которой рассматриваемые сплавы получили широкое применение. Часто можно встретить ситуацию, когда проводится производство конструкций, при работе которых образуется магнитное поле. Применение титана позволяет исключить вероятность возникновения связи.

Эти основные преимущества титановых сплавов определили их достаточно большое распространение. Однако, как ранее было отмечено, многое зависит от конкретного химического состава. Примером можно назвать то, что твердость изменяется в зависимости от того, какие именно вещества применяются при легировании.

Важно, что температура плавления может достигать 1700 градусов Цельсия. За счет этого существенно повышается устойчивость состава к нагреву, но также усложняется процесс обработки.

Виды титановых сплавов

Классификация титановых сплавов ведется по достаточно большому количеству признаков. Все сплавы можно разделить на несколько основных групп:

  1. Высокопрочные и конструкционные – прочные титановые сплавы, которые обладают также достаточно высокой пластичностью. За счет этого они могут применяться при изготовлении деталей, на которые оказывается переменная нагрузка.
  2. Жаропрочные с низкой плотностью применяются как более дешевая альтернатива жаропрочным никелевым сплавам с учетом определенного температурного интервала. Прочность подобного титанового сплава может варьироваться в достаточно большом диапазоне, что зависит от конкретного химического состава.
  3. Титановые сплавы на основе химического соединения представляют жаропрочную структуру с низкой плотностью. За счет существенного снижения плотности вес также снижается, а жаропрочность позволяет использовать материал при изготовлении летательных аппаратов. Кроме этого с подобной маркой связывают также высокую пластичность.

Маркировка титановых сплавов проводится по определенным правилам, которые позволяют определить концентрацию всех элементов. Рассмотрим некоторые из наиболее распространенных разновидностей титановых сплавов подробнее.

Сферы из титанового сплава

Рассматривая наиболее распространенные марки титановых сплавов, следует обратить внимание ВТ1-00 и ВТ1-0. Они относятся к классу технических титанов. В состав данного титанового сплава входит достаточно большое количество различных примесей, которые определяют снижение прочности. Однако за счет снижения прочности существенно повышается пластичность. Высокая технологическая пластичность определяет то, что технический титан можно получить даже при производстве фольги.

Очень часто рассматриваемый состав сплава подвергается нагартовке. За счет этого повышается прочность, но существенно снижается пластичность. Многие специалисты считают, что рассматриваемый метод обработки нельзя назвать лучшим, так как он не оказывает комплексного благоприятного воздействия на основные свойства материала.

Сплав ВТ5 довольно распространен, характеризуется применением в качестве легирующего элемента исключительно алюминия. Важно отметить, что именно алюминий считается самым распространенным легирующим элементом в титановых сплавах. Это связано с нижеприведенными моментами:

  1. Применение алюминия позволяет существенно повысить модули упругости.
  2. Алюминий также позволяет повысить значение жаропрочности.
  3. Подобный металл один из самых распространенных в своем роде, за счет чего существенно снижается стоимость получаемого материала.
  4. Снижается показатель водородной хрупкости.
  5. Плотность алюминия ниже плотности титана, за счет чего введение рассматриваемого легирующего вещества позволяет существенно повысить удельную прочность.

В горячем состоянии ВТ5 хорошо куется, прокатывается и штампуется. Именно поэтому его довольно часто применяют для получения поковки, проката или штамповки. Подобная структура может выдержать воздействие не более 400 градусов Цельсия.

Титановый сплав ВТ22 может иметь самую различную структуру, что зависит от химического состава. К эксплуатационным особенностям материала можно отнести следующие моменты:

  1. Высокая технологическая пластичность при обработке давлением в горячем состоянии.
  2. Применяется для изготовления прутков, труб, плиты, штамповок, профиля.
  3. Для сваривания могут использоваться все наиболее распространенные методы.
  4. Важным моментом является то, что после завершения процесса сварки рекомендуется проводить отжиг, за счет чего существенно повышаются механические свойства получаемого шва.

Существенно повысить эксплуатационные качества титанового сплава ВТ22 можно путем применения сложной технологии отжига. Она предусматривает нагрев до высокой температуры и выдержки в течение нескольких часов, после чего проводится поэтапное охлаждение в печи также с выдержкой в течение длительного периода. После качественного проведения отжига сплав подойдет для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций, которые могут нагреваться до температуры более 350 градусов Цельсия. Примером можно назвать элементы фюзеляжа, крыла, детали системы управления или крепления.

Титановый сплав ВТ6 сегодня получил самое широкое распространение за рубежом. Назначение подобного титанового сплава заключается в изготовлении баллонов, которые могут работать под большим давлением. Кроме этого, согласно результатам проведенных исследований, в 50% случаев в авиакосмической промышленности применяется титановый сплав, который по своим эксплуатационным качествам и составу соответствует ВТ6. Стандарт ГОСТ сегодня практически не применяется за рубежом для обозначения титановых и многих других сплавов, что следует учитывать. Для обозначения применяется своя уникальная маркировка.

ВТ6 обладает исключительными эксплуатационными качествами по причине того, что в состав добавляется также ванадий. Этот легирующий элемент характеризуется тем, что повышает не только прочность, но и пластичность.

Данный сплав хорошо деформируется в горячем состоянии, что также можно назвать положительным качеством. При его применении получают трубы, различные профили, плиты, листы, штамповки и многие другие заготовки. Для сваривания можно применять все современные методы, что также существенно расширяет область применения рассматриваемого титанового сплава. Для повышения эксплуатационных качеств также проводится термическая обработка, к примеру, отжиг или закалка. На протяжении длительного времени отжиг проводился при температуре не выше 800 градусов Цельсия, однако результаты проведенных исследований указывают на то, что есть смысл в повышении показателя до 950 градусов Цельсия. Двойной отжиг зачастую проводится для повышения сопротивления коррозионному воздействию.

Внешний вид титановых сплавов

Также большое распространение получил сплав ВТ8. В сравнении с предыдущим он обладает более высокими прочностными и жаропрочными качествами. Достигнуть уникальных эксплуатационных качеств смогли за счет добавления в состав большого количества алюминия и кремния. Стоит учитывать, что максимальная температура, при которой может эксплуатироваться данный титановый сплав около 480 градусов Цельсия. Разновидностью этого состава можно назвать ВТ8-1. Его основными эксплуатационными качествами назовем нижеприведенные моменты:

  1. Высокая термическая стабильность.
  2. Низкая вероятность образования трещин в структуре за счет обеспечения прочных связей.
  3. Технологичность при проведении различных процедур обработки, к примеру, холодной штамповки.
  4. Высокая пластичность вместе с повышенной прочностью.

Для существенно повышения эксплуатационных качеств довольно часто проводится двойной изотермический отжиг. В большинстве случаев данный титановый сплав применяется при производстве поковок, прудков, различных плит, штамповок и других заготовок. Однако стоит учитывать, что особенности состава не позволяют проводить сварочные работы.

Применение титановых сплавов

Рассматривая области применения титановых сплавов отметим, что большая часть разновидностей применяется в авиационной и ракетостроительной сферах, а также в сфере изготовления морских судов. Для изготовления деталей авиадвигателей другие металлы не подходят по причине того, что при нагреве до относительно невысоких температур начинают плавиться, за счет чего происходит деформация конструкции. Также увеличения веса элементов становится причиной потери КПД.

Нож из титанового сплава
Применение титановых сплавов в медицине

Применим материал при производстве:

  1. Трубопроводов, используемых для подачи различных веществ.
  2. Запорной арматуры.
  3. Клапанов и других подобных изделий, которые применяются в агрессивных химических средах.
  4. В авиастроении сплав применяется для получения обшивки, различных креплений, деталей шасси, силовых наборов и других агрегатов. Как показывают результаты проводимых исследований, внедрение подобного материала снижает вес примерно на 10-25%.
  5. Еще одной сферой применения является ракетостроение. Кратковременная работа двигателя, движение на большой скорости и вхождение в плотные слои становится причиной, по которой конструкция переживает серьезные нагрузки, способные выдержать не все материалы.
  6. В химической промышленности титановый сплав применяется по причине того, что он не реагирует на воздействие различных веществ.
  7. В судостроении титан хорош тем, что не реагирует на воздействие соленой воды.

В целом можно сказать, что область применения титановых сплавов весьма обширна. При этом проводится легирование, за счет чего существенно повышаются основные эксплуатационные качества материала.

Трубы из титановых сплавов

Термообработка титановых сплавов

Для повышения эксплуатационных качеств проводится термическая термообработка титановых сплавов. Данный процесс существенно усложняется по причине того, что перестроение кристаллической решетки поверхностного слоя проходит при температуре выше 500 градусов Цельсия. Для плавов марки ВТ5 и ВТ6-С довольно часто проводят отжиг. Время выдержки может существенно отличаться, что зависит от толщины заготовки и других линейных размеров.

Детали, изготавливаемые из ВТ14, на момент применения должны выдерживать температуру до 400 градусов Цельсия. Именно поэтому термическая обработка предусматривает закалку с последующим старением. При этом закалка требует нагрева среды до температуры около 900 градусов Цельсия, в то время как старение предусматривает воздействие среды с температурой 500 градусов Цельсия на протяжении более 12-и часов.

Индукционные методы нагрева позволяют проводить самые различные процессы термической обработки. Примером можно назвать отжиг, старение, нормализацию и так далее. Конкретные режимы термической обработки выбираются в зависимости от того, какие нужно достигнуть эксплуатационные характеристики.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Сплавы титана их свойства и применение. Маркировка титана и его сплавов

Поскольку по составу титановые сплавы представляют собой сочетание карбида титана и стальных связок, то они проявляют свойства, промежуточные между свойствами составляющих компонентов. Промежуточное положение занимают такие свойства сплавов, как плотность, коэффициент линейного расширения, прочность, электропроводность. Твердые титановые сплавы благодаря наличию стальной связки в составе материалов сохраняют магнитные свойства сталей.

Безвольфрамовые сплавы характеризуются довольно высокой механической прочностью, которая при сжатии возрастает с увеличением содержания тугоплавкой составляющей и уменьшением количества стальной связки, а при сжатии закаленных образцов превышает эти же значения для отожженных образцов, что связано с упрочнением стальной связки Прочность при изгибе увеличивается с ростом содержания стали в составе сплавов.

Основные физико-механические свойства, в том числе и плотность, титановых сплавов в сравнении со свойствами стандартных наиболее распространенных сплавов ВК8, Т15К6 и Т5К10 приведены в табл. 16.

Для повышения износостойкости безвольфрамовых сплавов рекомендуется проводить азотирование после их закалки в атмосфере диссоциированного аммиака при температуре 500…600 °С. Глубина азотированного слоя может составлять 0,075…0,10 мм. Азотирование увеличивает твердость материалов на 5… 6 единиц по HRC и их износостойкость.

Новые маловольфрамовые металлокерамические твердые сплавы на основе карбида и нитрида титана условно названы сплавами типа Т.

В сплавах Т отсутствует кобальт, а вольфрама в 4 – 7 раз меньше, чем в сплавах типа ВК и ТК. Плотность новых сплавов составляет 7,8… 8,8 г/см 3 , пористость – 1,0…1,5 %, предел прочности при изгибе различных модификаций сплавов равен 900… 1400 МПа, твердость HRA 86,5… 91,0.

Отличительной особенностью сплава типа Т является стабильность его механических свойств.

Твердые сплавы типа ТП имеют твердость HRA 89… 90 и? из = 500… 2700 МПа. Они подразделяются на две группы: содержащие в связке железо и не содержащие. Сплавы первой группы, несмотря на высокие механические свойства, очень быстро изнашиваются при обработке стали даже на низких скоростях. Очевидно, наличие железа в связке из-за химического сродства со сталью делает сплавы непригодными для обработки стали резанием.

В новых твердых сплавах в качестве износостойкой составляющей используется карбид или карбонитрид титана. В качестве цементирующей связки применяется никель с добавками молибдена. Данные сплавы изготавливают из смесей порошков, полученных после интенсивного мокрого размола исходных компонентов, путем прессования с последующим спеканием в вакууме при температурах 1300…1350 °С.

Сплавы на основе карбида титана ТНМ-20, ТНМ-25, ТНМ-30 по твердости; прочности при изгибе и сжатии, ударной вязкости, упругим характеристикам примерно равноценны стандартным сплавам. Сплавы с более высоким содержанием цементирующей связки (ТНМ-40 и ТНМ-50) по прочности на изгиб и твердости приближаются к некоторым маркам вольфрамокобальтовой группы 8К,

Высокими прочностными характеристиками обладают также сплавы на основе карбонитрида титана – КТНМ-30А и КТНМ-30Б. Содержание связки у них примерно такое же, как и у сплава ТНМ-30. Однако они имеют более высокую прочность на изгиб (при несколько пониженной твердости), что обусловлено повышенной пластичностью карбонитрида по сравнению с карбидом.

Сплавы, разработанные на основе карбида титана и карбонитрида, существенно превосходят стандартные сплавы по окалиностойкости. При температурах 900., 1000 °С и времени выдержки 10… 20 ч образцы из сплавов ТНМ и КТ НМ изменяют лишь цвет, в то время, как образцы сплавов ТК полностью разрушаются после выдержки в течение 30… 60 мин. Образующаяся на поверхности безвольфрамовых сплавов оксидная пленка, состоящая из рутила и молибдата никеля, прочно соединена с основой и может выполнять при высоких температурах эксплуатации роль своеобразной твердой смазки. Сплавы ТНМ и КТНМ имеют пониженн

moesms.ru

Обозначение титана на чертежах

Титан отличается невысокой удельной массой, высокой прочностью и среди всех металлов является одним из самых «молодых». Кроме того, он является еще и тугоплавким: достаточно сказать, что сделанные из него детали даже при разогреве до 500 °С являются намного более прочными, чем стальные при комнатной температуре.

Сплавы, созданные на основе титана, широко применяются в авиации. Дело в том, что при скоростях, превышающих две тысячи километров в час, самолеты (а точнее — их наружная оболочка) из-за терния о воздух разогреваются до таких температур, при которых резко теряют свою прочность сплавы на основе алюминия.

Еще одним преимуществом титана является его высокая устойчивость к электрохимической коррозии. Она не начинается даже тогда, когда на него воздействуют кислоты, щелочи, растворы различных солей, вредные газы, которые быстро разрушают многие другие металлы и сплавы. Поэтому титан широко применяется для изготовления различных деталей, предназначенных для работы в агрессивных средах.

Титановые сплавы

Сплавы на основе титана отличаются высокой удельной прочностью. Их применяют для изготовления различных деталей и узлов в химическом машиностроении, ракетной технике, авиации и т.д.

Такой распространенный сплав, как ВТ5, отлично сваривается и поддается обработке давлением.

Сплав ВТ6 упрочняется с помощью термической обработки, обладает хорошими технологическими и механическими свойствами.

Сплав ВТ14 применяется для изготовления деталей, испытывающих большие механические нагрузки.

Детали из сплава ВТ8 изготавливают после того, как он проходит процедуру изотермического отжига.

Сплавы ВТ18Л, ВТ6Л и ВТ5Л отличаются хорошими механическими и литейными свойствами.

 

Термическая обработка титановых сплавов

Титановые сплавы в зависимости от того, какой они имеют состав и для чего предназначаются, могут подвергаться химико-термической обработке, старению, закалке и отжигу, причем последняя операция производится наиболее часто. Она происходит путем нагрева до температуры 870–980 °С и последующей выдержке при 530–660 °С.

С помощью такой технологической процедуры, как вакуумный отжиг, уменьшают содержание в титановых сплавах водорода. Это предотвращает коррозионное растрескивание и замедленное разрушение. Чтобы снять невысокие внутренние напряжения, титановые сплавы подвергают неполному отжигу при температуре от 550 °С до 650 °С.

Примеры условного обозначения титана

 

Лист ВТ14 1 × 600 × 1500 ГОСТ 22178–76.П

ВТ14 – марка титана;

1 – толщина материала;

600 – ширина;

1500 – длинна;

П – материал подвергнутый повышенной отделке.

 

Лист ВТ14 5 × 800 × 1500 ГОСТ 22178–76.В

ВТ14 – марка титана;

5 – толщина материала;

800 – ширина;

1500 – длинна;

В – материал, подвергнутый высокой отделке.

 

Пруток ВТ6 45 ГОСТ 26492–85

ВТ6 – марка титана обычного качества;

45 – диаметр материала.

 

 

Пруток ВТ6.П 50 × 1500 ГОСТ 26492–85

ВТ6.П – марка титана повышенного качества;

50 – диаметр материала;

1500 – длина.

 

Труба ОТ4–0 32 × 2,0 × НД ГОСТ 24890–81

ОТ4–0 – марка материала;

32 – наружный диаметр;

2,0 – толщина стенки;

НД – длина немерная.

 

Труба ОТ4–0.М 32 х 2,0 х 2000 КД ГОСТ 24890–81

ОТ4–0 – марка материала;

М – материал в отожженном состоянии;

32 – наружный диаметр;

2,0 – толщина стенки;

КД – длина кратная.

 

 

 

gk-drawing.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о