» » Титановые сплавы

Титановые сплавы

12 января 2015, 03:04
Титановые сплавы
Почти во все титановые сплавы вводят алюминий (2—8%)- Это вызвано исключительно благоприятным влиянием его на прочность при нормальных и повышенных температурах. Сплавы, содержащие алюминий, легки и термически стабильны, т. е. слабо разупрочняются при длительных нагревах. Кроме того, они лучше сопротивляются окислению при нагреве, чем технический титан. Даже при большом содержании алюминия не образуются хрупкие участки в зоне сварного шва.

Хром, марганец и железо также повышают прочность, не снижая пластичности. Поэтому и их можно часто встретить в современных титановых сплавах. В высокопрочных и жаропрочных сплавах, как правило, содержится молибден или (и) ванадий (1 —14%). Эти элементы, имея ту же кристаллическую решетку, что и р-титан, способствуют устойчивости р-фазы, препятствуют охрупчиванню сплавов при длительной высокотемпературной эксплуатации и значительно повышают его прочность после термообработки (закалки и старения).

Сплавы только с алюминием (например ВТ5), или с алюминием и оловом (ВТ5-1), или с А1 и примерно 1,5% V, Мо, Мn и др.) являются однофазными твердыми α-растворами, не упрочняющимися термической обработкой. Их прочность 800— 900 МПа, а удлинение 6=124-20% (наиболее прочен сплав АТЗ, наиболее пластичен — ВТ5). Эти сплавы применяются в виде листов, труб и штампованных конструкций для деталей каркаса и обшивки. Они хорошо обрабатываются давлением и хорошо свариваются. Весьма благоприятное сочетание свойств имеют более прочные, так называемые (а+р) сплавы, которые могут длительно работать до температур порядка 450° С. Кроме алюминия, в них содержатся хром, молибден, ванадий и марганец — вместе или порознь. Такие сплавы двухфазны, т. е. состоят из зерен α-твердого раствора с гексагональной решеткой и зерен р-твердого раствора с объемноцентрированной кубической решеткой (ВТЗ, ВТЗ-1, ВТ6, ВТ22 и др.). Эти сплавы обладают прочностью 1000—1100 МПа в отожженном и 1200—1300 МПа в закаленном состоянии.

Одним из лучших по комплексу физико-химических и механических свойств является сплав ВТ6 (6% А1, 4% V). Он применяется для изготовления многих деталей самолетов и двигателей как в отожженном состоянии, так и после специальной термообработки.

За рубежом сплав Ti-6A1-4V является основным универсальным титановым сплавом летающих конструкций.

Самыми прочными являются р - и а+р-сплавы, подвергнутые закалке и старению. Они могут длительно работать при температурах 500—600° С. Эти сплавы, кроме алюминия, содержат относительно большой процент веществ, сходных по кристаллической решетке с р-титаном: 11 — 15% ванадия, хрома, молибдена и др. В таком количестве эти вещества сообщают р-структуре большую стабильность, а сплавам высокую прочность (ав= 1400ч-1700 МПа при комнатной температуре и 1000—1200 МПа при температуре 400 С). Чтобы сталь имела удельную прочность, как у этих сплавов, ее предел прочности должен был бы быть равным 2700— 3000 МПа примером отечественного р-сплава является ВТ-15.

Применение титановых сплавов в самолето-, ракето - и двигателестроении уже сейчас весьма разнообразно и широко: 2—95% массы конструкции самолета, 2—25% массы двигателя приходится на титановые сплавы. Гондолы двигателей и противопожарные перегородки, передние кромки крыльев и стабилизатора, элероны, поплавки гидросамолетов, болты крепления — вот далеко не полный перечень деталей и узлов из титана. Хвостовая часть фюзеляжа реактивных самолетов, нагревающаяся от двигателей, также делается часто из титановых сплавов.

Расскажите друзьям!
Заметили ошибку в тексте? Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и мы всё исправим!
Смотрите также

Добавить комментарий