Механические свойства титана, его сплавов и сплавов других металлов

Механические свойства и состав некоторых сплавов титана, применяемых для сварных конструкций

Примечание. Т\ — основа.

А1, С, Бп, 02, N2 и др. Введение же в титан таких элементов, как Мп, Мо, Сг, V, XV и др., приводит к стабилизации р-фазы, так как они ограниченно растворимы в а-фазе и понижают температуру полиморфного превращения (рис. 228, б). Обычно р-стабилизирую-щие элементы способствуют упрочнению и повышению твердости металла.

По фазовому составу при нормальной температуре титановые сплавы можно разделить на однофазные сплавы (а или Р) и двухфазные (а + р)-сплавы. Однофазные сплавы термически не обрабатывают, а двухфазные (например, ВТ6, ВТ8 и др.) в некоторых случаях подвергают термической обработке (закалке и старению) для получения высоких механических свойств. При изготовлении сварных конструкций применяют а- и (а + р)-сплавы.

Свариваемость титана и его сплавов. Основная проблема свариваемости титана и его сплавов связана с получением пластичных сварных соединений. Ухудшение характеристик пластичности свар-

ного соединения по сравнению с основным металлом — это следствие влияния некоторых примесей и структурных превращений.

Влияние примесей и газов на пластичность металла. Титан и его сплавы жадно поглощают газы — 02, Н2 и Ы2, а также активно взаимодействуют с углеродом.

Общеизвестна высокая химическая активность титана по отношению к кислороду, причем она характерна не только для жидкого, но и для твердого титана, нагретого выше 350 °С. Причина в том, что при обычных температурах окисная пленка прочно удерживается поверхностью металла и предохраняет его от дальнейшего окисления, но при нагреве до температур выше 350 °С оксиды титана на-

КоличестЬо легирующего элемента. %

Рис. 228. Схема диаграммы состояния Т1 — легирующий элемент.

чинают растворяться в металле, и особенно заметно — при температуре более 600 °С. Таким образом, создаются условия для окисления следующих слоев поверхности и насыщения металла кислородом.

Не менее активен титан и по отношению к азоту: образующиеся нитриды титана при повышении температуры легко растворяются в металле и насыщают его азотом.

Кислород и азот, находясь в титане в небольших количествах, резко снижают пластичность, повышают прочность и твердость его.

Вследствие того что суммарная теплота растворения водорода в титане как гидридообразующем элементе положительна, с повышением температуры растворимость его в титане уменьшается. Однако, несмотря на это, количество Н2 в титане намного превышает его содержание в металлах, не образующих гидридов (Ре, №, А1). Если, например, при 500X1 растворимость Н2 в Ре составляет 0,75 сл*3/100 гмегалла, то в Т1 — 35 400 ел3/100 г металла (при давлении 1 ат). Интересны данные о растворимости водорода в жидком титане (рис. 223). Характер представленной кривой объясняется образованием и распадом гидридов. Водород в титане может находиться в твердом растворе и при пересыщении последнего будет