Титановые сплавы

Расширяющееся применение титановых сплавов в промышленности объясняется сочетанием у них ряда ценных свойств: малой плотности (4,43—4,6 г/см3), большой удельной прочности, необычайно высокой коррозионной стойкости, значительной прочности при повышенных температурах. Титановые сплавы по прочности не уступают сталям и в несколько раз прочнее алюминиевых и магниевых сплавов. Удельная прочность титановых сплавов является наивысшей среди применяемых в промышленности сплавов. Они являются особо ценными материалами в тех отраслях техники, где выигрыш в массе имеет определяющее значение, в частности в ракетостроении и авиации. Титановые сплавы в промышленном масштабе впервые были использованы в конструкциях авиационных реактивных двигателей, что позволило уменьшить их массу на 10—25%.

Благодаря высокой коррозионной стойкости ко многим химически активным средам титановые сплавы используют в химическом машиностроении, в цветной металлургии, в судостроении и медицинской промышленности. Однако распространение их в технике сдерживается высокой стоимостью и дефицитностью титана. К недостаткам их следует отнести трудную обрабатываемость режущим инструментом, плохие антифрикционные свойства.

Литейные свойства титановых сплавов определяются прежде всего двумя особенностями: малым температурным интервалом кристаллизации и исключительно высокой реакционной способностью в расплавленном состоянии по отношению к формовочным материалам, огнеупорам, газам, содержащимся в атмосфере.

Поэтому получение отливок из титановых сплавов связано со значительными технологическими трудностями.

Для фасонных отливок применяют титан и его сплавы: ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТЗ-1Л, ВТ9Л, ВТ14Л. Наиболее широко используют сплав ВТ5Л с 5% А1, отличающийся хорошими литейными свойствами, технологичностью, недефицитностью легирующих элементов, удовлетворительной пластичностью и прочностью (σв = 700 МПа и 900 МПа соответственно). Предназначены сплавы для отливок, длительно работающих при температурах до 400°С.

Сплав титана с алюминием, молибденом и хромом BT3-1Л — наиболее прочный из литейных сплавов. Его прочность (σв = 1050 МПа) приближается к прочности деформируемого сплава. Но его литейные свойства и пластичность ниже, чем у сплава ВТ5Л. Сплав отличается высокой жаропрочностью, отливки из него могут длительно работать при температуре до 450°С.

Сплав титана с алюминием, молибденом и цирконием ВТ9Л обладает повышенной жаропрочностью и предназначен для изготовления литых деталей, работающих при температурах 500—550°С.

Контрольные вопросы
1.       Что такое литейные сплавы и как они классифицируются?

2.       Какие требования предъявляются к свойствам литейных сплавов?

3.       Что такое литейные свойства сплавов и как они влияют на качество отливок?

4.       В чем особенности состава, структуры и свойств чугунов для фасонного литья?

5.       Чем отличаются высокопрочные чугуны по структуре и свойствам от обычных серых?

6.       Как получают ковкий чугун?

7.       Как классифицируются литейные стали и каково их назначение?

8.       Какие литейные сплавы относятся к цветным?

9.       Назовите литейные сплавы на медной основе, получившие наиболее широкое промышленное применение.

10.     Какими достоинствами обладают алюминиевые литейные сплавы?

11.     Из каких компонентов состоят магниевые литейные сплавы и в каких областях техники эти сплавы нашли наибольшее применение?

12.     В чем состоят особенности свойств титановых литейных сплавов, каковы их состав и свойства?