Литейные титановые сплавы

Титановые литейные сплавы подразделяется на 5 групп в зависимости от микроструктуры (α – сплавы, псевдо α – сплавы, α + β сплавы, псевдо β – сплавы, β – сплавы).

В состав титановых сплавов входят алюминий, ванадий, молибден, кремний, хром, цирконий и др. Эти сплавы обладают свойствами, выгодно выделяющих их из остальных сплавов: по прочности они не уступают сталям, имеют достаточно низкую плотность (~4,5 г/мм³), высокую химическую стойкость при температуре до 500 °С, высокую коррозионную стойкость во влажном воздухе, морской воде, азотной и соляной кислоте. Благодаря этим свойствам титановые сплавы интенсивно внедряются в авиа-, ракета- и кораблестроении.

В справочной литературе приводятся химический состав и механические свойства восьми литейных титановых сплавов – ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ20Л, ВТ3-1Л, ВТ6Л, ВТ9Л, ВТ14Л, ВТ22Л, где буква В означает наименование организации-разработчика (ВИАМ), Т – титановый сплав, Л – литейный, цифра – номер сплава. Упоминается и новый сплав ВТ35Л.

Титановые сплавы обладают хорошей жидкотекучестью (460–520 мм), небольшой линейной (0,8–1,2 %) и объемной (2,4–3,2%) усадкой.

Сплав ВТ3-1Л относится к числу наиболее освоенных в производстве (рис.6.37).

Прочность титановых сплавов Ϭ_в = 34…93 кг/мм², пластичность δ = 4–10%.

Главный недостаток титановых литейных сплавов – высокая температура плавления (до 1665 °С) и активное взаимодействие (при плавке) со всеми газами и огнеупорными материалами. Отсюда – проблема плавки (вакуумная, в атмосфере нейтральных газов) и материалов для литейных форм, что резко удорожает технологические процессы литья.

Рис.6.37 Детали из титана марки ВТ3-1Л

Контрольные вопросы

1. Что такое водородная хрупкость титана?

2. Полиморфное превращения в титановых сплавах.

3. Влияние примесей и легирующих элементов на механические свойства титана.

4. С чем связана высокая хладостойкость титана?

5. Каким видам термической обработки подвергают титановые сплавы?

6. Как подразделяют титановые сплавы:

• по технологии изготовления;

• по уровню механических свойств;

• по условиям применения;

• по способности упрочняться термической обработкой.

7. Преимущества и недостатки литейных титановых сплавов.

8. Приведите марки деформируемых титановых сплавов средней и высокой прочности.

6.4 Магний и его сплавы

Магний —металл серебристо-белого цвета; удельный вес 1,74; температура плавления 650°; магний кристаллизуется в гексагональной системе. Чистый магний достаточно стоек в воздухе (почти не уступает алюминию). Раствор поваренной соли, морская вода, кислоты (кроме соляной) быстро разрушают магний; по отношению к щелочам магний стоек. При сгорании магний дает яркий белый свет; магний в 4 раза легче железа, поэтому его сплавы называют сверхлёгкими.

Вследствие того, что механические свойства чистого магния невысоки, поэтому в чистом виде его как конструкционный материал не применяют.

Химические свойства магния. Химические свойства магния довольно своеобразны. Он легко отнимает кислород и хлор у большинства элементов, не боится едких щелочей, со­ды, керосина, бензина и минеральных масел. С холодной водой магний почти не взаимодействует, но при нагревании разлагает ее с выделением водорода. В этом отношении он занимает промежуточное положение между бериллием, который вообще с водой не реагирует и кальцием, легко с ней взаимодействующим. Особенно интенсивно идет реакция с водяным паром, нагретым выше 380 ^оС.

По плотности магниевые сплавы разбиваются на легкие и сверхлегкие. К сверхлегким относится сплавы, легированные литием (МА21, МА18), а к легким - все остальные. Сплавы магния с литием (МА21, МА18) - самые легкие конструкционные металлические материалы.                                         

При классификации по возможным температурам эксплуатации магниевых сплавы подразделяются на следующие группы:                                     

• предназначены для работы при обычных температурах (сплавы общего назначения);                                                                                        

• жаропрочные (для длительной эксплуатации при температурах до 200°С);                                                                        

• высокожаропрочные (для длительной эксплуатации при температурах до 250 – 300°С)                                             

• предназначены для эксплуатации при криогенных температурах.    

Различают термические упрочняемые и термически не упрочняемые сплавы.