Количество просмотров публикации Титан и его сплавы - 626
СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Глава 8
Титан - металл серебристо-белого цвета. Он относится к легким металлам. Его плотность 4,5 г/см3, что почти в 2 раза меньше, чем у железа и сталей. Титан в чистом виде пластичен и мягок как медь (sв = 220 МПа, d = 55%, j = 80%). Технически чистый титан трудно деформируется в связи с понижением пластичности под действием самых малых количеств примесных атомов. Титан, как и железо, является полиморфным металлом. Он имеет две аллотропические формы кристаллического строения: a-Ti – низкотемпературный – до 882,5 ºС и b-Ti выше 882,5 ºС – до tº плавления 1668 ºС. a-Ti – имеет гексагональную плотноупакованную решетку, b-Ti – объёмно-центрированную.
Чистый титан имеет высокую химическую активность и сравнительно низкую прочность, в связи с этим на практике наиболее часто применяют не чистый титан, а сплавы на его основе, обладающие высокими прочностными свойствами.
Легирующие элементы и примеси в титановых сплавах по характеру влияния на полиморфные превращения, можно разбить на 2 группы (рисунок 8.1).
| | | |
| Рисунок 8.1. Диаграммы фазового равновесия в системах с титаном: а - Ti-Mo; б - Ti-Al; в - Ti-Cr |
К первой группе относятся элементы, понижающие температуру аллотропического превращения, расширяя область b-фазы, иногда даже до комнатной температуры и ниже. Такие элементы называются b-стабилизаторами (Mo, Fe, Cr, Mn, V, H и др.). Типичной системой является Ti-Mo (рисунок 8.1, а).
Ко второй группе отнесены компоненты, которые повышают температуру аллотропического превращения, сужают область b-состояния и расширяют область a-фазы. Эти элементы называются a-стабилизаторами (Al, B, O, N, C). Кислород, азот, углерод в небольших количествах можно рассматривать как легирующие элементы, упрочняющие титан. Большие количества этих элементов, а водород в любом количестве, сильно охрупчивают титановые сплавы, и должны рассматриваться как вредные примеси.
Многие легирующие элементы, ограниченно растворимые в титане, приводят к появлению эвтектоидных превращений, и в связи с этим диаграммы состояний со стороны титана похожи на диаграмму Fe-C (рисунок 8.1, в, Ti-Cr, Ti-Mn). Закалка титановых сплавов сообщает им метастабильные структуры мартенситного типа, высокую твердость, прочность. Применение отпуска после закалки позволяет регулировать и достигать благоприятного сочетания прочности и пластичности сплавов.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, на титановых сплавах удается получать характеристики прочности, аналогичные сталям при гораздо меньшем по сравнению со сталью удельном весе. Высокая температура плавления позволяет получать высокие значения прочности при температуре до 500 ºС.
В связи с отмеченными достоинствами титановые сплавы находят все большее применение в авиации, ракетостроении и т.д.
Титан и титановые сплавы производятся в соответствии с ГОСТ 19807-91. - Титан и титановые сплавы. Марки, а также по ГОСТ 1900-В-78. - Сплавы титановые. Марки и ГОСТ 2278-76. - Листы из титана и титановых сплавов. Технические условия.
Учитывая зависимость оттипа структуры, образующейся при охлаждении на воздухе, титановые сплавы подразделяют на 4 основные группы: a-сплавы, псевдо-a-сплавы, (a+b)-сплавы и b-сплавы (таблица 8.1). Одним из базовых легирующих элементов титановых сплавов является алюминий. Сплавы, легированные алюминием, имеют в отожженном состоянии структуру однофазного a-твердого раствора (рисунок 8.1,б).
Таблица 8.1 - Химический состав, тип структуры и свойства базовых титановых сплавов
| Марка сплава | Содержание элементов, % | Тип структуры | σв, МПа | δ, % | |||
| Al | V | Mo | прочие | ||||
| ВТ5 | 4,3-6,2 | - | - | - | a-сплавы | 700-950 | 10-15 |
| ВТ5-1 | 4-6 | - | - | 2-3 Sn | 750-950 | 10-15 | |
| ОТ4-1 | 1-2,5 | - | - | 0,7-2 Mn | псевдо-a-сплавы | 600-750 | 20-40 |
| ОТ4 | 3,5-5 | - | - | 0,8-2 Mn | 700-900 | 12-20 | |
| ВТ20 | 5,5-7 | 0,8-2,3 | 0,5-1,8 | 1,4-2,5 Zr | 950-1150 | ||
| ВТ3-1* | 5,5-7 | - | 2-3 | 0,8-2,3% Cr 0,2-0,7% Fe | (a+b)-сплавы | 1200-1400 | 8-10 |
| ВТ6* | 5,3-6,8 | 3,5-5,3 | - | - | 1100-1150 | 14-16 | |
| ВТ14* | 3,5-6,3 | 0,8-1,9 | 2,5-3,8 | - | 1150-1400 | 6-10 | |
| ВТ16* | 1,6-3,8 | 4-5 | 4,5-5,5 | - | 1250-1450 | 4-6 | |
| ВТ22 | 4,8-5,2 | 4,5-5,5 | 4,5-5,5 | 0,8-1,2 Cr 0,8-1,2 Fe | 1100-1250 | ||
| ВТ32 | 1 Cr, 1 Fe | b-сплавы | 800-950 | 6-15 |
Примечание: Свойства отмеченных сплавов приведены после закалки и старения; остальные сплавы - после отжига.
Одним из представителей a-сплавов является ВТ-5, содержащий 4,3-6,2 % алюминия. В сплавах этого типа протекает полная фазовая перекристаллизация при нагреве и охлаждении при переходе через критическую точку. По этой причине быстрое охлаждение из b-состояния до комнатной температуры приводит к подавлению диффузионной перестройки решетки ОЦК в ГПУ. Этот процесс при быстром охлаждении осуществляется бездиффузионно, по мартенситному механизму с образованием мартенситной a’-фазы, имеющей также решетку ГПУ, однако несколько искаженную в связи с возникновением при перестройке решетки значительного уровня внутренних напряжений. a’-фаза в чистых по примесям сплавах титана с алюминием, оловом, азотом, кислородом по своему внешнему виду не похожа на мартенсит, а имеет вид ʼʼзубчатыхʼʼ зерен.
При добавлении в сплавы титана b-стабилизирующих элементов a’-фаза приобретает в структуре игольчатое мартенситное строение. Обычно сплавы, легированные только алюминием, закалке на мартенсит не подвергают, поскольку они приобретают очень высокую хрупкость, а само легирование алюминием без применения закалки достаточно упрочняет эти сплавы, даже в отожженном состоянии.
Широко распространенным является сплав ВТ3-1 (5,5-7% Al, 2-3% Мо, 0,8-2,3% Cr). Дополнительное (по сравнению со сплавом ВТ5) легирование сплава хромом (рисунок 8.1, в) приводит к появлению на диаграмме состояния эвтектоидного превращения аналогично системе Fe-C, что становится основой создания (a + b) сплавов. Медленное охлаждение со скоростью 15 ºС в час (отжиг) приводит к двухфазному состоянию a + TiCr2. Быстрое охлаждение приводит к получению мартенситной структуры.
В сплавах, легированных небольшими количествами b-стабилизаторов после закалки могут наблюдаться три вида метастабильных фазовых составляющих: a’-фаза, w-фаза и метастабильная b-фаза. w-фаза - ϶ᴛᴏ промежуточная мартенситная фаза, ее кристаллическая решетка гексагонального типа с отношением осей с/а = 0,61.
w-фаза является переходной фазой при превращении метастабильного твердого раствора в a-фазу. w-фаза может образовываться как при закалке, так и в результате отпуска переохлажденной b-фазы. В первом случае образование w-фазы протекает чисто бездиффузионным путем, во втором случае бездиффузионному превращению b в w-фазу предшествует диффузионное перераспределение легирующих элементов в фазе b. Бездиффузионное превращение b в w-фазу протекает путем коллективного перемещения атомов, на расстояния, не превышающие межатомные с сохранением ближайших соседей в исходной и образующейся кристаллических решетка. Особенностью мартенситного превращения b→w является отсутствие макросдвигов, которые могли бы привести к образованию микрорельефа на поверхности образца.
w-фаза имеет высокую твердость и очень низкую пластичность. Особенностью механических свойств сплавов с выделившейся w-фазой является также очень высокая хрупкость, в связи с этим на практике всеми возможными средствами стремятся избегать образования структуры, содержащей метастабильную w-фазу.
Метастабильная bмет.-фаза является переохлажденной до комнатной температуры b-фазой, имеющей кристаллическую решетку объёмно-центрированного куба, не отличающуюся от решетки стабильной b-фазы. По сравнению с другими метастабильными фазами она отличается наименьшей твердостью и высокой пластичностью. В связи с термодинамической и механической неустойчивостью фазы bмет., она может претерпевать диффузионное или бездиффузионное превращение при последующем нагреве или деформировании, с образованием фаз a и w-фаз, причем распад идет таким образом, что на первых стадиях отпуска при низких температурах реализуется превращение bмет ® (w + b), а при дальнейшем развитии процессов распада происходит образование смесей (w + a + b) и затем (a + b). Температура отпуска, до которой наблюдается охрупчивание, связанное с выделением w-фазы, равна 450-480 ºС. По этой причине видами термообработки, приводящими к получению благоприятного сочетания прочности и пластичности сплавов с небольшим количеством легирующих элементов b-стабилизаторов, к примеру, сплава ВТ 3-1 являются:
1) отжиг при 750 ºС с охлаждением на воздухе; при этом получаются следующие механические свойства:
sв = 950-1150 МПа, d = 10-16%, j = 25-40%, КСU = 30-60 Дж/см2;
2) закалка с 800 ºС в воде с отпуском при 500 ºС, ᴛ.ᴇ. выше интервала температур, приводящих к образованию w-фазы; при этом получают sв до 1200-1400 МПа.
При большом содержании (более 5%) b стабилизаторов Mo, Nb, W, V, Ta в структуре закаленных сплавов, кроме метастабильных фаз a’, w и bмет., появляется еще одна - a’’- фаза, представляющая собой пересыщенный твердый раствор легирующих элементов в a-Ti, аналогично a’-фазе, и являющейся типичной мартенситной фазой. a”-фаза имеет ромбическую кристаллическую решетку. Аналогично a’-фазе, a”-фаза, имеет игольчатое строение.
Небольшое легирование сплавов, как было показано, приводит к получению после закалки мартенситной структуры a’-фазы с гексагональной искаженной решеткой. Увеличение легирования титановых сплавов приводит к более сильному пересыщению твердого раствора, благодаря чему напряжения, вызванные пересыщением приводят к искажению гексагональной кристаллической решетки до ромбической. Твердость a”-фазы значительно меньше твердости a’-фазы.
Более легированные титановые сплавы, содержащие 15-25% b стабилизаторов (к примеру, ВТ15, ВТ32) легированные Cr, V, Мо, Al, после закалки имеют структуру только метастабильной b-фазы, которая претерпевает описанные превращения как при пластическом деформировании, так и при отпуске, однако интенсивность развития очень низка и требует большой длительности отпуска.
Увеличение содержания легирующих элементов - b-стабилизаторов выше 30-35% приводит к получению сплавов, имеющих после закалки и отжига структуры стабильной b-фазы, не претерпевающей превращений ни при пластической деформации, ни при отпуске. Такие сплавы упрочняющей термической обработке не подвергаются.
Титановые сплавы находят применение, в основном, как конструкционные высокопрочные материалы, имеющие малый удельный вес. При этом применение их для жестких конструкций, у которых упругая деформация должна быть как можно меньше, несколько ограничено в связи с малой величиной модуля упругости (почти в 2 раза меньше, чем у железа). Это говорит о малой величине сил межатомной связи в кристалле. По этой же причине сплавы титана быстро разупрочняются с ростом температуры. Οʜᴎ пригодны для работы при температуре только до 500 ºС, тогда как сплавы на базе Fe, Co, Ni могут работать до температур = 700-1000 ºС, хотя их температуры плавления даже ниже, чем у титана. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, видно, что применение титановых сплавов, как жаропрочных, ограничено. Большое значение титан и его сплавы имеют, как коррозионностойкие материалы.
referatwork.ru
Содержание
Содержание.. - 2 –
Титан и его модификации. - 3 –
Структуры титановых сплавов. - 4 –
Особенности титановых сплавов. - 5 –
Влияние примесей на титановые сплавы. - 6 –
Основные диаграммы состояния. - 7 –
Пути повышения жаропрочности и ресурса. - 8 –
Повышение чистоты сплавов. - 9 –
Получение оптимальной микроструктуры. - 9 –
Повышение прочностных свойств термической обработкой.
- 9 –
Выбор рационального легирования. - 11 –
Стабилизирующий отжиг. - 11 –
Используемая литература. - 13 -
Введение
Создание новых технологий и производств приводит к применению агрессивных сред. Использование последних ставит вопрос о конструкционных материалах, стойких к их воздействию. Большой интерес в этом плане представляют металлы подгрупп титана и ванадия. Они уже нашли применение в современном приборостроении. Так, например, они широко используются в ракетной и авиационной технике, а также при создании ядерных реакторов.
Титан и титановые сплавы широко применяются в различных отраслях промышленности, благодаря высоким значениям удельной прочности и коррозионной стойкости.
Сплав ВТ6 относится к числу первых отечественных конструкционных титановых сплавов. В таблице 1 представлен химический состав сплава ВТ6.
Таблица 1 - Химический состав титанового сплава ВТ6.
Основные элементы | Al | V | Примеси | Fe | Si | O | C | N | H | Zr |
Содержание, % | 6,0 | 4,0 | Содержание не более, % | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | 0,015 | 0,3 |
Титан может участвовать во многих соединениях, он химически весьма активен. И в то же время титан является одним из немногих металлов с исключительно высокой коррозионной стойкостью: он практически вечен в атмосфере воздуха, в холодной и кипящей воде, весьма стоек в морской воде, в растворах многих солей, неорганических и органических кислотах. По своей коррозионной стойкости в морской воде он превосходит все металлы, за исключением благородных – золота, платины и т. п., большинство видов нержавеющей стали, никелевые, медные и другие сплавы. В воде, во многих агрессивных средах чистый титан не подвержен коррозии. Почему же это происходит? Почему так активно, а нередко и бурно, со взрывами, реагирующий почти со всеми элементами периодической системы титан стоек к коррозии?
Титан и его модификации.
Титан является переходным металлом и имеет недостроенную d-оболочку. Он находится в четвертой группе Периодической таблицы Менделеева, имеет атомный номер 22, атомную массу 47,90 (изотопы: 46 - 7,95%; 48 - 73,45%; 49 - 5,50% и 50 - 5,35%). Титан имеет две аллотропические модификации: низкотемпературную α-модификацию, имеющую гексагональную атомную ячейку с периодами а=2,9503±0,0003 Ǻ и с=4,6830±0,0005 Ǻ и соотношением с/а=1,5873±0,0007 Ǻ и высокотемпературную β - модификацию с объемно центрированной кубической ячейкой и периодом а=3,283±0,003 Ǻ. Температура плавления титана, полученного методом иодидного рафинирования, равна 1665±5°С.
Структуры титановых сплавов.
Титан подобно железу является полиморфным металлом и имеет фазовое превращение при температуре 882°С. Ниже этой температуры устойчива гексагональная плотноупакованная кристаллическая решетка α-титана, а выше – объемно центрированная кубическая (о. ц. к.) решетка β-титана.
Титан упрочняется легированием α- и β-стабилизирующими элементами, а также термической обработкой двухфазных (α+β)-сплавов. К элементам, стабилизирующим α-фазу титана, относятся алюминий, в меньшей степени олово и цирконий. α-стабилизаторы упрочняют титан, образуя твердый раствор с α-модификацией титана.
За последние годы было установлено, что, кроме алюминия, существуют и другие металлы, стабилизирующие α-модификацию титана, которые могут представлять интерес в качестве легирующих добавок к промышленным титановым сплавам. К таким металлам относятся галлий, индий, сурьма, висмут. Особый интерес представляет галлий для жаропрочных титановых сплавов благодаря высокой растворимости в α - титане. Как известно повышение жаропрочности сплавов системы Ti – Al ограничено пределом 7 – 8% вследствие образования хрупкой фазы. Добавкой галлия можно дополнительно повысить жаропрочность предельнолегированных алюминием сплавов без образования α2-фазы.
Алюминий практически применяется почти во всех промышленных сплавах, так как является наиболее эффективным упрочнителем, улучшая прочностные и жаропрочные свойства титана. В последнее время наряду с алюминием в качестве легирующих элементов применяют цирконий и олово.
Цирконий положительно влияет на свойства сплавов при повышенных температурах, образует с титаном непрерывный ряд твердых растворов на основе α – титана и не участвует в упорядочении твердого раствора.
Олово, особенно в сочетании с алюминием и цирконием, повышает жаропрочные свойства сплавов, но в отличие от циркония образует в сплаве упорядоченную фазу .
Преимущество титановых сплавов с α-структурой – в высокой термической стабильности, хорошей свариваемости и высоком сопротивлении окислению. Однако сплавы типа α чувствительны к водородной хрупкости ( вследствие малой растворимости водорода в α-титане) и не поддаются упрочнению термической обработкой. Высокая прочность, полученная за счет легирования, сопровождается низкой технологической пластичностью этих сплавов, что вызывает ряд трудностей в промышленном производстве.
Для повышения прочности, жаропрочности и технологической пластичности титановых сплавов типа α в качестве легирующих элементов наряду с α-стабилизаторами применяются элементы, стабилизирующие β-фазу.
Элементы из группы β-стабилизаторов упрочняют титан, образуя α- и β-твердые растворы.
В зависимости от содержания указанных элементов можно получить сплавы с α+β- и β-структурой.
Таким образом, по структуре титановые сплавы условно делятся на три группы: сплавы с α-, (α+β)- и β-структурой.
В структуре каждой группы могут присутствовать интерметаллидные фазы.
Преимущество двухфазных (α+β)-сплавов – способность упрочняться термической обработкой (закалкой и старением), что позволяет получить существенный выигрыш в прочности и жаропрочности.
Особенности титановых сплавов.
Одним из важных преимуществ титановых сплавов перед алюминиевыми и магниевыми сплавами является жаропрочность, которая в условиях практического применения с избытком компенсирует разницу в плотности (магний 1,8, алюминий 2,7, титан 4,5). Превосходство титановых сплавов над алюминиевыми и магниевыми сплавами особенно резко проявляется при температурах выше 300°С. Так как при повышении температуры прочность алюминиевых и магниевых сплавов сильно уменьшается, а прочность титановых сплавов остается высокой.
Титановые сплавы по удельной прочности (прочности, отнесенной к плотности) превосходят большинство нержавеющих и теплостойких сталей при температурах до 400°С – 500°С. Если учесть к тому же, что в большинстве случаев в реальных конструкциях не удается полностью использовать прочность сталей из-за необходимости сохранения жесткости или определенной аэродинамической формы изделия (например, профиль лопатки компрессора), то окажется, что при замене стальных деталей титановыми можно получить значительную экономию в массе.
Еще сравнительно недавно основным критерием при разработке жаропрочных сплавов была величина кратковременной и длительной прочности при определенной температуре. В настоящее время можно сформулировать целый комплекс требований к жаропрочным титановым сплавам, по крайней мере для деталей авиационных двигателей.
В зависимости от условий работы обращается внимание на то или иное определяющее свойство, величина которого должна быть максимальной, однако сплав должен обеспечивать необходимый минимум и других свойств, как указано ниже.
1. Высокая кратковременная и длительная прочность во всем интервале рабочих температур. Минимальные требования: предел прочности при комнатной температуре 100· Па; кратковременная и 100-ч прочность при 400° С – 75· Па. Максимальные требования: предел прочности при комнатной температуре 120· Па, 100-ч прочность при 500° С – 65· Па.
2. Удовлетворительные пластические свойства при комнатной температуре: относительное удлинение 10%, поперечное сужение 30%, ударная вязкость 3· Па·м. Эти требования могут быть для некоторых деталей и ниже, например для лопаток направляющих аппаратов, корпусов подшипников и деталей, не подверженных динамическим нагрузкам.
3. Термическая стабильность. Сплав должен сохранять свои пластические свойства после длительного воздействия высоких температур и напряжений. Минимальные требования: сплав не должен охрупчиваться после 100-ч нагрева при любой температуре в интервале 20 – 500°С. Максимальные требования: сплав не должен охрупчиваться после воздействия температур и напряжений в условиях, заданных конструктором, в течение времени, соответствующего максимальному заданному ресурсу работы двигателя.
4. Высокое сопротивление усталости при комнатной и высоких температурах. Предел выносливости гладких образцов при комнатной температуре должен составлять не менее 45% предела прочности, а при 400° С – не менее 50% предела прочности при соответствующих температурах. Эта характеристика особенно важна для деталей, подверженных вибрациям в процессе работы, как, например, лопатки компрессоров.
5. Высокое сопротивление ползучести. Минимальные требования: при температуре 400° С и напряжении 50· Па остаточная деформация за 100 ч не должна превосходить 0,2%. Максимальным требованием можно считать тот же предел при температуре 500° С за 100 ч. Эта характеристика особенно важна для деталей, подверженных в процессе работы значительным растягивающим напряжениям, как, например, диски компрессоров.
Однако со значительным увеличение ресурса работы двигателей правильнее будет базироваться на продолжительности испытания не 100 ч, а значительно больше - примерно 2000 – 6000 ч.
Несмотря на высокую стоимость производства и обработки титановых деталей, применение их оказывается выгодным благодаря главным образом повышению коррозионной стойкости деталей, их ресурса и экономии массы.
Стоимость титанового компрессора значительно выше, чем стального. Но в связи с уменьшением массы стоимость одного тонно-километра в случае применения титана будет меньше, что позволяет очень быстро окупить стоимость титанового компрессора и получить большую экономию.
Влияние примесей на титановые сплавы.
Кислород и азот, образующие с титаном сплавы типа твердых растворов внедрения и металлидные фазы, существенно снижают пластичность титана и являются вредными примесями. Кроме азота и кислорода, к числу вредных для пластичности титана примесей следует отнести также углерод, железо и кремний.
Из перечисленных примесей азот, кислород и углерод повышают температуру аллотропического превращения титана, а железо и кремний понижают ее. Результирующее влияние примесей выражается в том, что технический титан претерпевает аллотропическое превращение не при постоянной температуре (882° С), а на протяжении некоторого температурного интервала, например 865 – 920° С (при содержании кислорода и азота в сумме не более 0,15%).
Подразделение исходного губчатого титана на сорта, различающиеся по твердости, основано на разном содержании указанных примесей. Влияние этих примесей на свойства изготовляемых из титана сплавов столь значительно, что должно специально учитываться при расчете шихты, чтобы получить механические свойства в нужных пределах.
С точки зрения обеспечения максимальной жаропрочности и термической стабильности титановых сплавов все эти примеси, за исключением, вероятно, кремния, должны считаться вредными и содержание их желательно свести к минимуму. Дополнительное упрочнение, даваемое примесями, совершенно не оправдывается из-за резкого снижения термической стабильности, сопротивления ползучести и ударной вязкости. Чем более легированным и жаропрочным должен быть сплав, тем ниже должно быть в нем содержание примесей, образующих с титаном твердые растворы типа внедрения (кислород, азот).
При рассмотрении титана как основы для создания жаропрочных сплавов необходимо учитывать возрастание химической активности этого металла по отношению к атмосферным газам и водороду. В случае активированной поверхности титан способен поглощать водород при комнатной температуре, а при 300° С скорость поглощения водорода титаном очень высока. Окисная пленка, всегда имеющаяся на поверхности титана, надежно защищает металл от проникновения водорода. В случае наводороживания титановых изделий при неправильном травлении водород можно удалить из металла вакуумным отжигом. При температуре выше 600° С титан заметно взаимодействует с кислородом, а выше 700° С – с азотом.
referat911.ru
Задание
Вариант 9
Содержание
Задание…………………………………………………………….2
Содержание………………………………………………………..3
Введении…………………………………………………………...4
1 Титан и сплавы на его основе…………………………………..5
Список источников………………………………………………….22
Введение
Первые шаги на пути к реальному пониманию свойства материалов были сделаны с наступлением ХIХ века. Начало этому положили химия, а затем физика. Теоретическая химия оказалась полезной при решении практических задач, способствовала появлению более эффективных методов обработки материалов. В последней четверти ХIХ века химия и физика уже играли ключевую роль в развитии отраслей, связанных с производством материалов. В ХХ столетии химикам и физикам удалось сделать ряд фундаментальных открытий, на которые опираются все современные разработки новых материалов и технологические методы их получения и обработки. Объединение знаний, полученных теоретическим и опытным путем позволило разработать более эффективные методы обработки природных материалов, и так же создать большое количество новых искусственных материалов, таких как синтетические волокна и пластмассы, высоконапряженные и жаропрочные металлические сплавы, стеклянные волокна, композиты и полупроводники.
Эти результаты достигнуты наукой, сформировавшейся на основе интеграции различных дисциплин и получившей название материаловедение.[1; стр.14]
1 Титан и сплавы на его основе
1.1 Титан
Титан-металл серебристо белого цвета, является одним из наиболее распространенных элементов земной коры. Температура плавления титана 16685, плотность при температуре 20 4,5г/.[2 стр378]
Титан существует в двух полиморфных модификациях: -титан, имеющий ГПУ-решетку при температуре ниже 885, и -титан с ОЦК-решеткой, устойчивый при температурах выше 885.
Отличительные особенности титана - высокие механические свойства, малая плотность, высокая удельная прочность и хорошая коррозийная стойкость. Низкий модуль упругости титана затрудняет изготовление жестких конструкций. Титан обладает высокой прочностью при условиях глубокого холода, при этом если содержание водорода мало, он сохраняет высокую пластичность. Пластическая деформация значительно повышает прочность титана. Он обладает высокой коррозийной и химической стойкостью благодаря защитной оксидной пленке на его поверхности. При повышении температуры, особенно под напряжением, коррозийная стойкость титана уменьшается. При повышении температуры титан активно поглощает газы. Высокая химическая активность титана требует применения при плавке и сварке вакуума или атмосферы инертных газов.
Слитки титана можно обрабатывать давлением всеми известными способами. Перед обработкой давлением слитки рекомендуется нагревать ступенчато: сначала длительный нагрев при температуре 700-750 А затем кратковременный нагрев при 850-1000 Время выдержки при высокой температуре составляет не более 30секунд на 1миллиметр сечения. Из за опасности загрязнения титана газами нагрев под горячую обработку и саму обработку надо проводить в возможно минимальное время. После холодного деформирования титан отжигают при температуре 650-700с выдержкой от 15 минут до 1 часа в зависимости от толщины полуфабриката.
Механические свойства титана сильно зависят от наличия примесей, вредными являются азот, кислород, водород, углерод. Они увеличивают твердость и прочность, но понижают пластичность, ухудшают свариваемость и снижают сопротивление коррозии. Титан плохо обрабатывается резанием. При резание титана требуются инструменты из быстрорежущей стали и твердых сплавов, малые скорости резания при большой подаче и глубине резания, интенсивное охлаждение.[1.стр304]
Маркировка титана в российской трактовке в большинстве случаев представляет собой букву «Т», указывающую на основной элемент и буквенные символы, идентифицирующие производителя. Так группа титановых сплавов, изготовленных на базе Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) обозначаются аббревиатурой «ВТ». Сокращение «ОТ» расшифровывается как «опытный титан» и указывает на совместную разработку сплава предприятиями ВИАМ и Свердловским заводом ВСМПО. Маркировка «ПТ» ставится на титановых листах, выпущенных заводом «Прометей», расположенным в Санкт-Петербурге.
Кроме того в маркировке титанового сплава возможны следующие сокращения: буква «Л», указывающая на принадлежность металла к литейной группе, «И» - материал специального назначения, «В» - преобладание ванадия в качестве легирующего элемента. Технический титан может маркироваться одной буквой «Т» с последующим указанием чистоты сплава в цифрах, причём меньше по величине число указывает на более очищенный сплав. Например, один из самых качественных титанов считается титан ВТ1-00, количество примесей в котором не превышает 0,1%, а чистого титана содержится 99,9%.
К сожалению, в иных случаях цифры в маркировке титановых сплавов не отражают количественных пропорций легирующих элементов или чистоты состава, как это принято в большинстве случаев идентификации сложнолегированных цветных металлов. Поэтому существуют специальные таблицы, указывающие на содержание того или иного элемента в титановом сплаве определённой маркировки.[ 2. www.mpstar.ru/hbc/matis.php]
1.2 Сплавы на основе титана
Сплавы на основе титана получили значительно большее применение, чем технический титан. Легирование титанаFe, Al, Mn, Cr, Sn,V, Si повышают его прочность, но одновременно снижают пластичность и вязкость. Жаропрочность повышают Al, Zr, Mo, а коррозийную стойкость в растворах кислот-Mo, Zr, Nb, Ta и Pd. Титановые сплавы имеют высокую удельную вязкость/. Как и в железных сплавах, легирующие элементы оказывают большое влияние на полиморфные превращения титана.
Такие элементы, как Al, N, O, повышают температуру полиморфного превращения и расширяют область фазы, их называют -стабилизаторами. Такие элементы, как Mo, V, Mn, Fe, Cr, понижают температуру полиморфного превращения и расширяют область существования -фазы, их называют -стабилизаторами. Превращения в сплавах происходит в интервале температур. Как правило все промышленные сплавы титана содержат алюминий.
В соответствии со структурой различают - твердый раствор легирующих элементов в - титане, основной легирующий элемент в - сплавах алюминий, кроме того они могут содержать нейтральные элементы (Sn, Zr) и небольшое количество - стабилизаторов (Mn, Fe, Cr, Mo), сплавы состоящие из - и - стабилизаторов(Mn, Fe, Cr). [3.стр 379]
По характеру обработки металла сплавы делятся на деформируемые и литейные. По механическим свойствам на сплавы нормальной прочности , высокопрочные, жаропрочные, повышенной пластичности.
1.2.1 Деформируемые сплавы
Сплавы с -структурой (ВТ5, ВТ5-1) характеризуются средней прочностью при комнатной температуре, высокими механическими свойствами при криогенных температурах, хорошей жаропрочностью, обладают отличной свариваемостью и коррозионной стойкостью. Сплав ВТ5 предназначен для изготовления деталей работающих при температурах до 400, сплав ВТ5-1 имеет рабочую температуру до 500
К группе -сплавовотносят чистый титан, а также псевдо--сплавы, имеющие небольшое количество -фазы вследствии дополнительного легирования марганцем.(ОТ4, ВТ4).
Недостатком сплавов этой группы является склонность в водородной хрупкости, поэтому допустимое содержание водорода колеблется в пределах0,02-0,05%.
Двухфазные () сплавы (ВТ3-1, ВТ6, ВТ8) обладают лучшим сочетанием технологических и механических свойств. Их упрочняют термообработкой - закалкой и старением. В отожженном и закаленном состоянии они имеют хорошую пластичность, а после закалки и старения высокую прочность при комнатной и повышенной температурах. При этом чем больше-фазы содержится в структуре сплава, тем сильнее он упрочняется при термообработке. Двухфазные сплавы удовлетворительно обрабатываются резанием и свариваются.
Однофазные -сплавы не имеют промышленного. Они дороги, обладают пониженной удельной прочностью. В настоящее время применяются так называемые псевдо-сплавы.
1.2.2 Литейные сплавы
Титановые сплавы имеют хорошие литейные свойства. Небольшой температурный интервал кристаллизации обеспечивает хорошую плотность отливки. Они обладают малой склонностью к образованию горячих трещин и небольшой линейной усадкой.
Недостатками литейных сплавов являются большая склонность к поглощению газов и высокая активность при взаимодействии со всеми формовочными материалами. Поэтому их разливку ведут в вакууме или среде нейтральных газов.
Литейные сплавы обладают более низкими механическими свойствами, чем соответствующие деформируемые. Упрочняющая термообработка резко снижает пластичность литейных сплавов и поэтому не применяется.[1.стр308]
1.3 Термическая обработка титановых сплавов
Титановые сплавы в зависимости от их состава и назначения можно подвергать отжигу, закалке, старению и химико-термической обработке. Чаще титановые сплавы подвергают отжигу. Отжиг 800-850, а -сплавов при 750-800. Применяется и изотермический отжиг – нагрев до 870-980 сплава и далее выдержки при 530-660.
В последнее время все шире применяется вакуумный отжиг, который позволяет уменьшить содержание в титановых сплавах, что приводит к существенному повышению вязкости разрушения, уменьшению склонности к замедленному разрушению и коррозионному растрескиванию. Для снятия внутренних напряжений, возникающих при механической обработке - и -сплавов, применяют неполный отжиг при 550-650.
Упрочняющую термическую обработку для крупных деталей из титановых сплавов применяют редко, это объясняется малой прокаливаемостью титановых сплавов, низким значением вязкости разрушения и короблением деталей. Титановые сплавы имеют низкое сопротивление износу и при использовании в узлах трения подвергаются химико-термической обработке. Для повышения износостойкости титан азотируют при 850-950 в течении 30-60 часов в атмосфере азота. Толщина диффузного слоя в сплавах титана после азотирования при 950 в течении 30 часов составляет 0,05-0,15 мм, 750-900HV. [3. стр328]
2 Плавление металлов. Сварочная ванна
2.1 Плавление металлов
Плавление - переход вещества из кристаллического (твёрдого) состояния в жидкое; происходит с поглощением теплоты (фазовый переход I рода). Главными характеристиками плавления чистых веществ являются температура плавления и теплота, которая необходима для осуществления процесса плавления.
Температура плавления зависит от внешнего давления. Плавление сплавов и твёрдых растворов происходит, как правило, в интервале температур (исключение составляют эвтектики с постоянной температурой плавления). Зависимость температуры начала и окончания плавления сплава от его состава при данном давлении изображается на диаграммах состояния специальными линиями (кривые ликвидуса и солидуса). У ряда высокомолекулярных соединений (например, у веществ, способных образовывать жидкие кристаллы) переход из твёрдого кристаллического состояния в изотропное жидкое происходит постадийно (в некотором температурном интервале), каждая стадия характеризует определённый этап разрушения кристаллической структуры.
Наличие определённой температуры плавления— важный признак правильного кристаллического строения твёрдых тел. По этому признаку их легко отличить от аморфных твёрдых тел, которые не имеют фиксированной температуры плавления. Аморфные твёрдые тела переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры (см. Аморфное состояние). Самую высокую температуру плавления среди чистых металлов имеет вольфрам (3410 °С), самую низкую — ртуть (—38,9 °С). К особо тугоплавким соединениям относятся: TiN (3200 °С), HfN (3580 °С), ZrC (3805 °С), TaC (4070 °С), HfC (4160 °С) и др. Как правило, для веществ с высокой температурой плавления характерны более высокие значения теплоты плавления. Примеси, присутствующие в кристаллических веществах, снижают их температуру плавления. Этим пользуются на практике для получения сплавов с низкой температурой плавления и охлаждающих смесей.
Плавление начинается при достижении кристаллическим веществом температуры плавления. С начала плавления до его завершения температура вещества остаётся постоянной несмотря на сообщение веществу теплоты.
В большинстве случаев плавление вещества сопровождается увеличением их объёма (обычно на несколько %). Если это имеет место, то возрастание давления приводит к повышению температуры плавления. Однако у некоторых веществ (воды, ряда металлов и металлидов, при плавлении происходит уменьшение объёма. Температура плавления этих веществ при увеличении давления снижается.
Плавление сопровождается изменением физических свойств вещества: увеличением энтропии, что отражает разупорядочение кристаллической структуры вещества; ростом теплоёмкости, электрического сопротивления (исключение составляют некоторые полуметаллы Bi, Sb и полупроводники Ge, в жидком состоянии обладающие более высокой электропроводностью). Практически до нуля падает при плавлении сопротивление сдвигу (в расплаве не могут распространяться поперечные упругие волны, уменьшается скорость распространения звука продольных волн).
yaneuch.ru
Титан и его сплавы - раздел Образование, Неметаллические материалы
Титан — легкий (плотность 4,5 г/см3) и пластичный металл серебристо-белого цвета. Температура плавления титана — 1665 °С.
Имеет две аллотропические модификации: α-низкотемператур-ную с плотноупакованной гексагональной кристаллической решеткой и β-высокотемпературную (выше 882 °С) с кубической объемно-центрированной решеткой. Он обладает низкой электропроводностью и теплопроводностью.
Титан легкий, прочный, тугоплавкий, более коррозионностойкий, чем нержавеющие стали за счет возникновения оксидной пленки ТiO2. Титан обрабатывается давлением в холодном и горячем состояниях, хорошо сваривается, но плохо обрабатывается резанием.
Механические свойства титана прежде всего определяются составом: чем он чище (меньше примесей), тем ниже прочность и выше пластичность.
Воздействие примесей на титан многообразно. Азот, кислород и водород снижают пластичность; углерод — ковкость и обрабатываемость резанием; углерод и кислород—коррозионную стойкость. Главная цель легирования титана — повышение механических свойств. Основными легирующими элементами являются алюминий, хром, молибден, ванадий, марганец. По технологическому признаку сплавы титана делятся на литейные и деформируемые. Маркируются титановые сплавы чаще всего буквами ВТ.
Температуру полиморфного превращения повышают алюминий, кислород, азот. Они расширяют α-область в потому их называют α-стабилизаторами.
Такие элементы, как молибден, ванадий, марганец, хром и железо, понижают температуру полиморфного превращения и расширяют область β-фазы, их называют β-стабилизаторами.
Марганец, железо, кремний и другие образуют с титаном металлические соединения (интерметаллиды).
Диагреммы состояния систем титан – легирующий элемент приведены на рис. 6.12 [4, c.443].
Высокий уровень механических свойств, хорошая технологичность, низкая плотность и коррозионная стойкость определяют области применения титана. Он используется в качестве раскислителя при выплавке сталей, модификатора чугунов, в литейных алюминиевых и магниевых сплавах, при производстве твердых сплавов.
По структуре (после охлаждения на воздухе) титановые сплавы подразделяются на три группы:
¾ первая группа — α-сплавы;
¾ вторая— α +β-сплавы;
¾ третья — β-сплавы.
В практике, главным образом, используются α- и α+β-титановые сплавы.
Сплавы первой группы ВТ4, ВТ5, ОТ4, ВТ18 и другие в основном легируются алюминием, в некоторых из них содержится марганец, молибден, ниобий, кремний, олово, цирконий. Сплавы отличаются повышенной прочностью при комнатной и повышенных температурах, термически стабильны, обладают низкой технологи-ческой пластичностью, особенно при содержании алюминия более 5 %. Сплавы термически не упрочняются, их подвергают рекрис-таллизационному отжигу (650...850 °С). Механические свойства сплавов следующие: σв= 650...880 МПа, δ = 15...40 %.
Сплавы второй группы ВТ6, ВТ8, ВТ14 и другие содержат алюминий, ванадий, молибден. Они характеризуются более высокой прочностью (ВТ6, ВТ14 с σв = 1000…1200 МПа), которую можно повысить за счет закалки и старения; меньшей склонностью к водородной хрупкости, чем α-сплавы; высокой прочностью жаропрочностью до 500 °С (ВТЗ-1, ВТ8). Следует отметить, что главный эффект упрочнения сплавов достигается легированием. Механические характеристики сплавов: σв= 800...1150 МПа, δ= 8...15 %. Литейные сплавы титана (ВТ5Л, ВТ6Л) обладают хорошими литейными свойствами.
Сплавы третьей группы ВТЗ-1, ВТ22, ВТ15 и другие наиболее пластичны, но наименее прочны.
Титановые сплавы применяются в химической промышленности, судостроении, машиностроении, авиации, ракетной технике, энергомашиностроении, в машинах и оборудовании легкой и пищевой промышленности. Они успешно используются в криогенной технике (аммиачные компрессоры, холодильные установки, центробежные насосы магистральных газопроводов для северных нефтедобывающих районов, емкости для хранения жидкого водорода, азота, гелия и т. д.).
Недостатки титана — склонность к взаимодействию с газами при температурах выше 500…600 °С, плохая обрабатываемость резанием, высокая стоимость.
Используются титановые сплавы в химической промыш-ленности благодаря высокой коррозионной стойкости, в ракетной и авиационной технике благодаря легкости и высокой удельной прочности.
Другие цветные металлы нашли меньшее применение в технике. Тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, хром, тантал, ниобий) и никель, а также их сплавы используются как жаропрочные. Сплавы легкоплавких металлов (олова, цинка, свинца) используются в подшипниках скольжения (эти сплавы называются баббиты) и в качестве припоев для пайки металлов. Кроме того, значительная часть цинка расходуется на нанесение покрытий на металлические изделия, олова — на лужение консервной жести, свинца — на изготовление оболочек электрических кабелей, производство свинцовых аккумуляторов, емкостей для хранения радиоактивных материалов.
[1] Золотаревский В.С. Механические свойства металлов: М.: МИСиС, 1998. - 400 с.
[2]Метод предложен шведским инженером Юханом Августом Бринеллем (Brinell) (1849…1925) в 1900 году и стал первым широко используемым и стандартизированным методом определения твёрдости.
[3] ГОСТ 9013-59 (ИСО 6508-86) Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. ‒Введ. 20. 05. 2002. ‒М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. – 18 с.
[4] Название от английского военно-промышленного концерна «Vickers Limited».
[5] Стандартный метод [ГОСТ 9012-59]предусматривает измерение твёрдости ручным измерением диаметра лунки микроскопом МПБ-2 или МПБ-3, а не стандартный – автоматическим измерением по глубине отпечатка и переводом в единицы твёрдости.
[6] Физики различают ещё и плазменное состояние
Механические свойства Механические свойства характеризуют способность материалов сопротивляться деформированию и раз
Стационарные приборы для измерения твёрдости вдавливанием при статическом нагружении В настоящее время промышленность выпускает множество стационарных приборов для измерения твёрдости, рабо
Дефекты кристаллического строения В реальных металлах, применяемых в технике, кристаллические решетки имеют ряд несовершенств или дефектов,
Основные типы диаграмм состояния Вид диаграммы состояния определяется характером взаимодействия между компонентами сплава в твёрдом и жид
Диаграмма состояния железо- цементит Для железоуглеродистых сплавов могут быть построены две диаграммы состояния: железо —цементит (карбид жел
Превращения в стали при нагреве Для большинства видов термической обработки исходную перлитную структуру сталей нагревают до пре
Виды отжига и нормализация Отжиг заключается в нагреве стали выше критических температур (точек Ас1, или Ас3,)
Закалка и отпуск стали После механической обработки изделие, как правило, подвергается упрочняющей термической обработк
Термомеханическая обработка стали Термомеханическая обработка (ТМО) является сравнительно новым методом обработки, позволяющим пов
Влияние легирующих элементов на структуру и свойства стали Легированными называют стали, в которые кроме железа и углерода вводят легирующие добавки для
Конструкционные легированные стали К конструкционным сталям относятся углеродистые и легированные стали. Введение ЛЭ в эти стали сущ
Инструментальные стали Инструментальными сталями называют углеродистые и легированные стали, обладающие высокой твёрдостью,
Алюминий и его сплавы Алюминий и его сплавы как конструкционные материалы широко используются в самолетостроении, в строительны
Алюминиевые литейные сплавы [ГОСТ 1583 - 93]. Согласно ГОСТ 1583–93 литейные алюминиевые сплавы подразделяются по химическому составу на 5 групп (табл. 2.31),
Деформируемые сплавы алюминия [ГОСТ 4784 - 90]. Деформируемые сплавы cодержат меньше, чем литейные, легирующих элементов, находящихся в твердом растворе. Д
Магний и его сплавы Магний—металл светло-серого цвета с плотностью 1,74 г/см3 и температурой плавления 651 °С; имее
Медь и ее сплавы Медь - металл красно-розового цвета. Плотность меди 8,94 г/см³, температура плавления — 1083 °С. Кристаллизует
allrefers.ru
Титан и его сплавы. - раздел Машиностроение, Ознакомление со способами получения, составом и свойствами неметаллических конструкционных материалов, применяемых в машиностроении
1. Механические свойства металлического магния очень невысоки, поэтому для изготовления деталей он не применяется. Магниевые сплавы обладают меньшими удельным весом, теплопроводностью и электропроводностью, чем алюминиевые сплавы. Кроме того, они сильно подвержены коррозии, в связи с чем необходимо применение специальных мер для увеличения их коррозионной стойкости. Все магниевые сплавы очень хорошо обрабатываются резанием. Сплавы подразделяются на деформируемые (МА2, МА3, МА5, содержащие 7,8...9,2% А1, 0,15...0,5 – Мn, 0,2...0,8% Zn, Mg – остальное) и литейные (МЛ1, МЛ2, МЛ3, содержащие 2,5...3,5% А1, 0,15…0,5 – Мn, 0,5...1,5% Zn, Mg – остальное). Способность магниевых сплавов воспринимать ударные нагрузки позволяет применять их для изготовления деталей, подверженных значительным вибрациям. Магниевые сплавы защищают от коррозии оксидированием (образование на поверхности изделий оксидных пленок) и нанесением лакокрасочных покрытий.
Наибольшее применение из литейных получили сплавы марок МЛ5 и МЛ6. Сплав МЛ5, в котором сочетаются механические и литейные свойства, применяется для литья нагруженных крупногабаритных отливок (картеры двигателей, коробки передач, маслопомпы и т. д.). Сплав МЛ6 обладает лучшими литейными свойствами, чем МЛ5, и предназначается для изготовления тяжелонагруженных деталей.
Деформируемый сплав МА1 обладает высокой пластичностью, коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью, но имеет низкую прочность (σв = 210 МПа). Сплав МА2-1 обладает достаточно высокими механическими свойствами (σв = 280 МПа), хорошей пластичностью и свариваемостью. Деформируемые магниевые сплавы вследствие высокой удельной прочности нашли широкое применение в авиастроении, ракетной технике, электротехнике и радиотехнике (корпуса приборов, телевизоров и др.). Благодаря способности поглощать тепловые нейтроны и не взаимодействовать с ураном магниевые сплавы используют для изготовления оболочек трубчатых тепловыделяющих элементов в атомных реакторах.
2. Титан и его сплавы. Они обладают ценными физико-механическими свойствами: относительно высокой удельной прочностью, высокой коррозионной стойкостью и значительной тепловой прочностью. В связи с этим титан и его сплавы являются весьма перспективными конструкционными материалами в различных областях техники.
В машиностроении применяют технический титан трех марок (ГОСТ 19807–74): ВТ1–00 (99,53% Ti), BT1–0 (99,48% Ti) и ВТ1–1 (99,44% Ti), который подвергают всем видам горячей и холодной обработки давлением, дуговой сварке в атмосфере аргона или гелия. Вредными примесями для титана являются азот, углерод, кислород и водород, образующие с ним твердый раствор внедрения и хрупкие оксиды, карбиды, нитриды и гидриды. Эти примеси снижают пластичность и свариваемость титана, повышают его твердость и прочность и ухудшают сопротивление коррозии. Технический титан имеет прочность σв = 300...500 МПа и δ = 20...30%.
На поверхности титана легко образуется стойкая оксидная пленка, вследствие чего титан обладает высокой сопротивляемостью коррозии в пресной и морской воде и в некоторых кислотах, устойчив против кавитационной коррозии и коррозии под напряжением. При температурах выше 500 °С титан и его сплавы легко окисляются и поглощают водород, который вызывает охрупчивание (водородная хрупкость).
Значительный интерес представляют сплавы титана, обладающие по сравнению с чистым титаном более высокими механическими свойствами и большей сопротивляемостью коррозии. Сплавы получают при легировании титана различными металлами, из которых наиболее важными являются алюминий, хром, железо, марганец, молибден, олово и ванадий. Наибольшее упрочняющее действие оказывает железо, а наименьшее – ванадий. Алюминий повышает жаропрочность и придает сплавам хорошую свариваемость, его применяют в качестве легирующего компонента всех титановых сплавов.
Наибольшее практическое значение имеют два титановых сплава: ВТ5 (4,0...5,5% Al, Ti – остальное) и ВТ4 (4,0...5,0% AI, 1...2% Mn, Ti – остальное). Сплав ВТ5 не упрочняется термической обработкой; в горячем состоянии его куют, прокатывают, штампуют. Сплав ВТ4 хорошо сваривается. Наряду с деформируемыми титановыми сплавами для получения фасонного литья применяют литейные титановые сплавы, аналогичные по химическому составу некоторым деформируемым (ВТ5Л, ВТ3–1Л, ВТ14Л). Литейные сплавы обладают более низними механическими свойствами, чем соответствующие деформируемые.
Титановые сплавы в зависимости от их состава и назначения можно подвергать отжигу, упрочняющей термической обработке (закалке и старению), а также химико-термической обработке.
Титановые сплавы получили широкое применение в авиации, ракетной технике, судостроении, химической, энергомашиностроении и других отраслях промышленности.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Вопросы... Цели и задачи дисциплины Материаловедение и технология материалов... Связь дисциплины Материаловедение и технология материалов с другими дисциплинами...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Титан и его сплавы.
Продукты доменной плавки. 1. Исходные материалы для производства чугуна: 1.Железные руды: -красный желе
Производство стали в электрических печах. 1.Шихтовыми материалами для выплавки стали являются жидкий или твердый чугун, стальной и чугунный
Непрерывная разливка (в кристаллизатор). 1. Выплавленная в печи сталь выпускается в ковш и разливается в изложницы или кристаллиз
Производство магния. Магниевые руды. Понятие об электролитическом способе получения магния. 1. Медь – металл красновато – розового цвета, плотностью 8940 кг/м3, с температурой пла
Понятие о свойствах металлов. 1. Большое число различных металлов, которые применяют в технике, можно разделить на черные и цвет
Методы исследования микро- и макроструктуры металлов и сплавов, контроля качества изделий. 1.К механическим свойствам металлов относят: Прочность – это способность материала сопро
Методы контроля качества изделий. 1.Макроанализ. Для макроанализа приготовляют образец – шлиф или излом, по которому выявляют ма
Диаграммы состояния двойных сплавов. Критические точки и линии. 1.Металлическими сплавами называются соединения двух или нескольких металлов и неметаллов, у
Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны. 1. На диаграмме состояния (рис. 21) представлены две системы сплавов. Система Fе – Fе3С называет
Структуры, получаемые при различных скоростях охлаждения. 1.При нормальной температуре доэвтектоидные стали имеют структуру феррит плюс перлит, эвтектоидн
Нормализация. 1. Термической обработкой называют совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения
Отпуск. Виды отпуска. 1. Процесс закалки стали заключается в ее нагреве до определенной температуры (на 30...50° выше линии
Дефекты и брак при термической обработке. 1. Низколегированные стали при закалке охлаждают в воде, так же как и углеродистые. Увели
Азотирование. 1. Целью химико-термической обработки является получение поверхностного слоя стальных изделий,
Газовое цианирование. 3. Диффузионная металлизация, её виды. 1. Цианирование.Цианирование – насыщение пове
Влияние примесей на свойства углеродистой стали. Наличие небольшого количества обычных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точ
Углеродистые инструментальные стали. 1. По химическому составу стали подразделяют на малоуглеродистые (до 0,3% С), среднеуглеродистые
Легирование чугунов, их маркировка и область применения. 1.Сталь, содержащая, кроме постоянных примесей (марганец, кремний), один или несколько специальны
Цементируемые стали. 1. Низколегированные стали.Согласно ГОСТ 19282–73, установлено 28 марок такой стали. Они содержат 1,5…2
Быстрорежущие стали. 1.Условия работы отдельных видов инструментов различны и для различных видов инструментов приме
Прочие стали и сплавы с особыми свойствами. 1. Шарикоподшипниковые стали.Хромовая сталь с массовым содержанием 0,95…1,15 % С и 0,4…1,65 Сr образует гр
Получение металлокерамических твердых сплавов. 1. Металлокерамические твердые сплавы.Эти сплавы применяют в виде пластинок к режущему инстру
Сверхтвердые инструментальные материалы. 1. Минералокерамика – синтетический материал, основой которого служит глинозем ( А12О3),
Ковкие чугуны, их свойства, маркировка и область применения. 1. Белый чугун. В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида жел
Бронзы, их свойства, маркировка и область применения. 1. Медь обладает высокой электропроводностью, пластичностью, коррозионной устойчивость
Спеченные алюминиевые сплавы. 1. Алюминий и его сплавы. Характерные свойства алюминия – высокая пластичность, теплопроводност
Оловянные и свинцовые баббиты. 4. Металлокерамические пористые подшипниковые сплавы, 1. Антифрикционные,илипо
Методы борьбы с коррозией металлов. 1.Разрушение металлов под воздействием окружающей среды называют коррозией. Другими словами, кор
Полимеризация и поликонденсация полимеров. 1. Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повто
Способы получения изделий из пластмасс и их применение. 1.Пластическими массами (пластиками) называют материалы, которые при определенной температуре п
Применение резиновых изделий. 1.Резинойназывают продукты химической переработки каучука и вулканизирующих веществ (сера, на
Применение древесины в сельхозпроизводстве. 1.Древесина используется в качестве конструкционного материала в различных отраслях промышленно
Основные типы клеевых материалов и их применение. 1.Лакокрасочные материалы – это жидкие композиции, образующие после нанесения и высыхания пленку,
Фрикционные материалы. 1. Прокладочные материалы предназначены для создания герметичности сопрягаемых деталей с целью п
Применение порошковых сплавов в ремонтном производстве 1. Сплавы, получаемые из металлических порошков прессованием и последующим спеканием без распла
Механическая обработка напыленных покрытий. 1.Плазменное напыление представляет собой дальнейшее развитие техники металлизации распылением.
Дисперсно-упрочненные композитные материалы на алюминиевой основе. 1. Материалы сложного состава, образующиеся путем сочетания различных фаз с границей раздела межд
Органоволокниты. 1. Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции, состоящие из полимерного с
Сплавы с эффектом памяти. 1. Металлические стекла, или аморфные сплавы, получают путем охлаждения расплава со скоростью, пре
Бескислородная керамика. 1. Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в пр
Основные сведения об изготовлении литейной формы. 1.Процесс получения заготовок деталей машин и других изделий методом литья называют литейным пр
Прокатка, ее виды. Понятие о прокатном производстве. 1. Обработка давлением основана на способности металлов необратимо изменять свою форму без разруш
Металлургические процессы при сварке, сварочные напряжения и деформации, причины их появления и методы предупреждения. 1. Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений посредством установления межа
allrefers.ru
