Особенности структуры и литейных свойств Особенности структуры и литейных свойств

При быстром охлаждении литой титан и титановые сплавы обычно имеют игольчатую микроструктуру, подобную мартенситу в сталях (рис. 33, а).

Особенности структуры и литейных свойств

Рис. 33. Микроструктура титана ВТ1 (×250): а литое состояние; б    после отжига

При первичной кристаллизации сначала образуются кристаллы ?фазы. В процессе охлаждения происходит полная фазовая перекристаллизация. Внутри зерен исходной ?фазы и формируются пластинчатые выделения ?фазы (ее иногда обозначают ?'фаза, так как кристаллическая решетка имеет искажения по форме и размерам от кристаллической решетки ?фазы). После отжига структура представляет собой зерна стабильной ?фазы (рис. 33, б).

Основные литейные свойства титановых сплавов приведены в табл. 23.

Таблица 23

Основные литейные свойства титановых сплавов

 

Марка сплава

tликв/ tсол

Жидкотекучесть, мм

Усадка, %

Линейная         Объемная

ВТ1Л ВТ5Л ВТ20Л ВТ31Л ВТ6Л ВТ9Л ВТ14Л ВТ21Л ВТ35Л

1670/1655 1640/1600 1620/1560 1620/1560 1650/1590 1620/1560 1650/1590 1630/1550 –

520 560 530

545 505

460 515

0,9–1,1 1,0–1,2 0,85–1,0

0,9–1,0

0,85–1,05

– 0,8–1,0 0,9–1,1

2,7–3,1 3,0–3,2 2,7–3,0

– 2,9–3,2 2,6–3,0

– 2,4–2,8 2,9–3,2

Отличительной чертой всех титановых сплавов является малый интервал кристаллизации, который не превышает 80 °С. Поэтому, как и все другие узкоинтервальные сплавы, они обладают достаточно хорошей жидкотекучестью. Стандартная методика определения жидкотекучести по спиральной пробе для титановых сплавов непригодна изза их химической активности. О.Н. Магницкий с сотрудниками предложили определять жидкотекучесть титановых сплавов путем заливки специальной спиральной пробы, выточенной из графита. Канал пробы имеет треугольное сечение с основанием 10 мм и высотой 15 мм.

Наиболее благоприятное влияние на жидкотекучесть оказывают добавки алюминия, который повышает теплоту кристаллизации. Несмотря на некоторое увеличение интервала кристаллизации, тепловой фактор оказывает более сильное влияние, и жидкотекучесть при повышении концентрации алюминия непрерывно возрастает. Наибольшей жидкотекучестью обладает сплав ВТ5Л. У сплавов с более широким интервалом кристаллизации (ВТ9Л, ВТ21Л) жидкотекучесть ниже. Остановка потока у узкоинтервальных сплавов происходит путем перемерзания, поэтому свариваемость встречных потоков плохая, и все титановые сплавы склонны к образованию «спаев». Особенно часто этот дефект появляется на протяженных плоских отливках.

Все титановые сплавы отличаются малыми значениями линейной и объемной усадки. Это способствует получению плотных отливок, если при плавке и заливке удается избежать образования газовой и газоусадочной пористости.

На литейные свойства накладывает отпечаток и высокая реакционная способность титановых расплавов. При взаимодействии титана с материалом литейных форм поверхностный слой отливок загрязняется примесями внедрения – азотом, углеродом и кислородом, которые ухудшают служебные свойства отливок. Наиболее опасен так называемый «альфированный слой», который содержит оксиды титана и отличается высокой твердостью и нулевой пластичностью. Альфированный слой на микрошлифах выделяется в виде светлой нетравящейся полоски вдоль поверхности отливки, его толщина может достигать 1,5 мм.

  • Читать все новости