Метки: Цвет.мет.
Взаимодействие титана с другими элементами Взаимодействие титана с другими элементами

Основные параметры начальных участков двойных диаграмм состояния титана с некоторыми элементами приведены в табл. 19. Полные сведения о диаграммах состояния со всеми элементами можно найти в работе.

Таблица 19

Параметры начальных участков двойных диаграмм состояния титана с некоторыми элементами

 

Элемент

Модификация

Тип превращения

Температура

превраще

ния, °С

Ср, ат. %

Сэ, ат. %

Кр

Li

?

?

Э Э

(1080) (780)

0,01 0,004

(1,8) 0,01

0,0550 0,40

Mg

? ?

Пн Пв

890 890

0,4 0,8

99,9 0,4

0,004 1,2

Al

? ?

Пн Пв

1460 1080

48,5 17,0

53,0 15,0

0,91 1,07

Si

? ?

Э Э

1330 860

5,0 0,8

13,7 1,1

0,36 0,73

Ca

? ?

Пн Пв

(1450) 885

0,13 0,04

(2,5) 0,007

0,0052 5,7

Продолжение  табл.   19

 

Элемент

Модификация

Тип превращения

Температура превраще  Ср, ат. %  Сэ, ат. % ния,°С

Кр

Ti

?

?

Рн Рн

1680 882

100 100

100 100

1 1

V

? ?

Рк

Ру

1620 20

72,0 5,0

75,0 60,0

1 0,08

Cr

? ?

Рк

Э

1400 667

45,0 0,5

45,0 13,5

1 0,037

Mn

? ?

Э Э

1175 550

30,0 0,65

39,2 18,0

0,77 0,024

Fe

? ?

Э Э

1108 590

22,0 0,2

29,0 13,0

0,76 0,015

Ni

? ?

Э Э

955 770

10,3 0,14

24,5 4,0

0,42 0,034

Cu

? ?

Пн

Э

990 798

13,4 1,2

35,0 5,5

0,38 0,29

Zn

? ?

Пн Пв

(1230) (870)

(20,0) (10,0)

(31,0) (7,0)

0,64 1,42

Sr

? ?

(Э)

Пв

(1450) 882

0,018 0,019

(0,45) 0,0059

0,04 3,2

Ag

? ?

Пн

Э

1020 851

16,3 4,2

94,0 8,4

0,18 0,17

Cd

? ?

(Пн)

Э

(1200) 785

(16,0) 7,0

(50,0) 21,0

0,32 0,33

Sn

? ?

Э

Рк

1580 845

16,0 6,0

18,0 6,0

0,89 1

Zr

? ?

Рк Рк

1620 (540)

35,0 50,0

35,0 50,0

1 1

Nb

? ?

Рн

Ру

2410 20

100 5,0

100 40,0

1 0,057

Mo

? ?

Рн

Ру

2625 20

100 2,0

100 30,0

1 0,063

Примечание. Э эвтектика, Пв верхняя перитектика, Пн нижняя перитектика, Рк катотектический раствор, Ру угловой раствор, М монотектика, Рн нисходящий раствор.

Результаты анализа взаимодействия титана с другими элементами приведены на рис. 30.

Так как титан имеет две модификации, то для выбора элементов, которые могут быть основными легирующими добавками, нужно использовать критерий растворимости Ср для ?титана и критерий распределения Кр для ?титана. Условиями выбора таких элементов, повышающих механические свойства титана, можно считать Ср > 0,2 и Кр > 0,75. Этим требованиям удовлетворяют 23 элемента. Если отсеять дорогостоящие (Sc, Ge, Ga, Te, Ru и др.), то остается 9 элементов: Al, V, Cr, Mn, Fe, Zr, Nb, Mo, Sn, которые можно использовать при разработке титановых сплавов. К этим металлам можно добавить Si, который немного уступает принятым критериям. Вольфрам имеет слишком высокую плотность, поэтому его применение нецелесообразно.

Вредными примесями для титановых сплавов должны служить C, N, O, H, что и подтверждается практикой. Малую растворимость в титане имеют Fe и Si. Их содержание следует ограничивать изза опасности образования заэвтектических включений.

Титановые сплавы слабо реагируют на введение модификаторов. Исключением служит только бор.

Схема влияния легирующих элементов на температуру полиморфного превращения и стабильность ?и ?фаз приведена на рис. 31. Все элементы по отношению к полиморфному превращению делятся на три группы: ?стабилизаторы (см. рис. 31, а), повышающие температуру полиморфного превращения (к ним относятся алюминий, галлий, индий, кислород, азот и углерод); ?стабилизаторы, понижающие температуру полиморфного превращения; и нейтральные упрочнители, мало влияющие на температуру превращения (олово, цирконий, гафний, германий, торий).

Элементы ?стабилизаторы, в свою очередь, подразделяют на эвтектоидообразующие (см. рис. 31, б) и изоморфные (рис. 31, в, г). В сплавах титана с элементами первой подгруппы (Si, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cr) при достаточно низкой температуре ?фаза претерпевает эвтектоидный распад. В сплавах, содержащих Mn, Fe, Cr, эвтектоидные превращения протекают медленно и при обычных скоростях

охлаждения не реализуются, сохраняя в структуре ?фазу. Под влиянием элементов второй подгруппы (V, Nb, Mo, Ta, Ru и др.), так называемых изоморфных стабилизаторов, ?фаза сохраняется до комнатной температуры.

Нейтральные упрочнители могут или повышать или понижать температуру полиморфного превращения, но в меньшей степени, чем элементы ?и ?стабилизаторы.

Элементы, стабилизирующие ?фазу, а также нейтральные упрочнители хорошо растворяются в ?титане.

  • Читать все новости