2020-09-24
480
Титановые сплавы склонны к повышенному налипанию на инструмент, что в сочетании с их низкой теплопроводностью затрудняет процесс механической обработки. При обработке резанием титановых сплавов целесообразно применение инструмента с твердосплавными пластинами.
При проведении сварки титановых сплавов во избежание появления дефектов в швах, основными из которых являются поры и холодные трещины, необходимо тщательное удаление поверхностной оксидной пленки основного и присадочного материалов.
Из-за химической активности титана обязательна защита инертными газами сварочной ванны и остывающих участков от соприкосновения с воздушной атмосферой.
Литейные свойства титановых сплавов
Состав титановых сплавов для фасонного литья обычносоответствует химическому составу деформированных сплавов (ВТ5Л, ВТ14Л и ВТЗ-1Л). Механические свойства литейных сплавов ниже деформируемых. В то же время сплав ВТ14Л дополнительно содержит железо и хром. Упрочняющая термическая обработка резко снижает пластичность титановых сплавов и поэтому не применяется.
|
|
|
Титановые сплавы имеют хорошие литейные свойства. Небольшой температурный интервал кристаллизации обеспечивает им высокую жидкотекучесть и хорошую плотность отливки. Они обладают малой склонностью к образованию горячих трещин и небольшой линейной усадкой (1 %). К недостаткам литейных титановых сплавов относятся большая склонность к поглощению газов и высокая активность при взаимодействии с формовочными материалами. Поэтому их плавку и разливку ведут в вакууме или в среде нейтральных газов.
Фасонные отливки из сплава ВТ5Л работают при температурах до 400 °С. Недостатком этого сплава является его невысокая прочность (ов=800 МПа). Двухфазный литейный сплав ВТ14Л подвергают отжигу при 850 °С, этот сплав по литейным свойствам уступает ВТ5Л, но превосходит его по прочности (ов=950 МПа).
Фасонные титановые отливки массой от 0,5 до 2000 кг используют для судового машиностроения, химического, энергетического и нефтегазового оборудования, например, теплообменники, парогенераторы, конденсаторы, охладители, выпариватели и котлы.
5.5.6. Порошковые сплавы титана
Порошковые сплавы титана при тех же эксплуатационных свойствах, что у литого или деформируемого материала, имеют стоимость на 50 % ниже, и значительно меньшее время требуется для изготовления из них деталей.
Титановый порошковый сплав ВТ6, получаемый горячим изостатическим прессованием, обладает теми же механическими свойствами, что и деформируемый сплав после отжига (ов=970 МПа, =16 %). Закаленному и состаренному деформируемому сплаву ВТ6 уступает в прочности, но превосходит в пластичности.
|
|
|
Применение титановых сплавов
Области применения титановых сплавов
Качества титановых сплавов, благодаря которым они находят широкое применение -
малая плотность в сочетании с высокой прочностью и сопротивляемостью коррозии.
В настоящее время титановые сплавы широко применяется в ракетно-космической технике, в авиации, судостроении и транспортном машиностроении. По удельной прочности в интервале 300-600 °С титан не имеет себе равных. Ниже 300 °С - уступает алюминиевым сплавам; выше 600 °С - сплавам на основе железа и никеля.
Оборудование для химической промышленности из титановых сплавов характеризуется высокой долговечностью и низкими затратами на текущий ремонт.
Благодаря высокой стойкости к хлоридному воздействию титановые контейнеры целесообразно использовать для захоронения радиоактивных отходов в специальных подземных шахтах и голереях.
Высокая коррозионная стойкость в различных средах позволяет применять титановые сплавы в пищевой промышленности. Некоторые пищевые продукты могут портиться от контакта со сталью, тогда как титан не придает им постороннего запаха, цвета или вкуса. Благодаря пластичности и вязкости при низких температурах, титановые сплавы применяются в криогенной технике.
Титан используется в медицине благодаря полной биологической совместимости с тканями человеческого организма. Титан не отторгается костной и мышечной тканями и легко обрастает ими. В ортопедической хирургии титановые сплавы используют в качестве протезов плечевых, тазобедренных и коленных суставов, а также для соединения и сращивания переломов.. Их применяют для изготовления сердечно-сосудистых клапанов и электронных стимуляторов, а также в качестве зубопротезных имплантантов.
В России и других странах появились монументальные сооружения из титана. В Москве – монумент покорителям космоса и памятник Ю.Гагарину. В Японии широко используется листовой титан для наружной обшивки крыш, внутреннего интерьера.
Ювелиры заинтересованы в титане главным образом потому, что оксидные пленки на его поверхности окрашиваются во все цвета радуги.
Отжиг титановых изделий в атмосфере азота или ионно-плазменная обработка позволяет формировать на поверхности стойкие нитриды титана золотых оттенков. Эта технология использована для реставрации памятников и изготовления крестов на восстанавливаемых церковных зданиях Санкт-Петербурга.
Титановые сплавы пригодны для изготовления колоколов методом литья.
