Page 7 - machining_titanium_rus_metric
P. 7

СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ТИТАНА



                  В металлообработке под словом «титан» подразумевается не столько чистый титан,
                  сколько его сплавы. По большей части промышленность потребляет только сплавы.
                  Легирование титана направлено на получение новых сплавов с различными свойствами
                  и возможностью термообработки некоторых из них. Типовые легирующие элементы –
                  алюминий, ванадий, молибден, железо, хром и другие. Даже небольшая доля этих
                  элементов может резко изменить свойство сплава.                                                        СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ТИТАНА

                  Чистый титан может существовать в двух кристаллических формах: низкотемпературная
                  α-фаза с гексагональной плотноупакованной кристаллической решеткой
                  и высокотемпературная β-фаза с объемно-центрированной кубической решеткой.
                  Легирующие элементы в титановых сплавах приводят к увеличению α-фазы или β-фазы.
                  Элементы, которые усиливают или стабилизируют фазу называются стабилизаторами:
                  α-стабилизаторы или β-стабилизаторы. Например, алюминий, азот и свинец –
                  α-стабилизаторы, а ванадий и молибден – β стабилизаторы. Некоторые элементы,
                  добавляемые в титановые сплавы, не усиливают ни α- , ни β-фазу, но они важны
                  как «нейтральные» элементы, которые придают сплаву определенные свойства.

                  По металлургическим характеристикам титан делится на следующие группы:
                •  Коммерчески чистый титан (нелегированный), обладающий хорошей коррозионной
                  стойкостью, но низкой прочностью.
                •   α-сплавы (альфа-сплавы), состоящие только из α-фазы и имеющие множество
                  α-стабилизаторов, которые характеризуются сохранением прочности при относительно
                  высоких температурах.
                •  Псевдо-α-сплавы (псевдо-альфа-сплавы), которые представляют собой α-сплавы
                  с небольшим добавлением β-стабилизаторов и имеют хорошее сопротивление ползучести
                  при рабочих температурах 450 ° C -550 ° C.
                •   α-β-сплавы (альфа-бета-сплавы), пожалуй, самая распространенная группа, которая
                  представляет собой тип смеси обеих фаз и содержит α- и β-стабилизаторы. Сплавы этой
                  группы пригодны для термической обработки и старения для повышения прочности.
                •   β-сплавы (бета-сплавы) включают достаточно большое количество β-стабилизаторов
                  для получения структуры β-фазы после обработки или даже в некоторых случаях –
                  охлаждения. Группа характеризуется высокой прокаливаемостью и, следовательно,
                  высокой прочностью. Однако увеличение количества легирующих элементов приводит
                  к повышению плотности. Кроме того, увеличение прочности при термообработке
                  на твердый раствор и старении приводит к снижению пластичности.

                  Псевдо-β-сплавы (псевдо-бета-сплавы) иногда отделены от группы, потому
                  что они не сохраняют структуру β-фазы после обработки полностью.

                  Как правило, α-сплавы имеют лучшую пластичность, а β-сплавы – высокую прочность.
                  α-β-сплавы по характеристикам находятся между ними (Рис. 1).

                  Существуют разные кодовые системы для обозначения титана. Например, Американское
                  общество по испытанию материалов (ASTM) использует метод нумерации сплавов: сплав 1,
                  сплав 2…, сплав 12...


                  В данном руководстве используется система обозначения по химическому составу,
                  где показано процентное содержание основных легирующих элементов в сплаве.
                  Например: «Ti6Al4V» или «Ti-6Al-4V» означает, что титановый сплав содержит 6%
                  алюминия (Al) и 4% ванадия (V). Количество других легирующих элементов невелико,
                  при необходимости его можно найти в подробном описании сплава. Оставшийся
                  компонент – титан.







                                                                                                                       5
   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12