» » Состав и свойства титановых сплавов
23.04.2015

Титан относят к группе тугоплавких элементов, обладающих высокой химической активностью в расплавленном состоянии. Температура плавления его 1680 °С, плотность 4,5 г/см3; он имеет в 18 раз меньшую, чем алюминий, и в 4 раза меньшую, чем железо, теплопроводность, высокое электрическое сопротивление и достаточно химически стоек в ряде агрессивных сред. До 882 °C устойчива α-модификация титана с гексагональной кристаллической решеткой, выше этой температуры устойчива β-модификация с кубической пространственно-центрированной кристаллической решеткой. При нормальной температуре титан имеет резко выраженную анизотропию свойств.
Фасонные отливки изготовляют из сплавов, состав которых приведен в табл. 29. В качестве основного литейного сплава в России принят сплав ВТ5Л, сочетающий высокую прочность и хорошие литейные свойства.
Состав и свойства титановых сплавов
Состав и свойства титановых сплавов

Чистый титан и его сплавы обладают ценным комплексом физико-химических и механических свойств: высокой удельной прочностью, удовлетворительной пластичностью при комнатной, повышенной и минусовой температурах, хорошей свариваемостью, малым коэффициентом линейного расширения, высокой коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред и др. В связи с этим титановые сплавы находят широкое применение в авиастроении, судостроении, химическом машиностроении и других отраслях техники.
Интервал кристаллизации у большинства литейных сплавов не превышает 50 70 °С, поэтому они мало предрасположены к образованию рассеянной усадочной пористости. Титан и сплавы на его основе имеют хорошую жидкотекучесть. Линейная усадка их составляет 1,5 % при литье в керамические формы и 2—2,3 % при заливке в металлические формы. Объемная усадка при кристаллизации не превышает 3 %. Титановые сплавы имеют малую склонность к образованию усадочных трещин.
Прочностные свойства (σв, σ0,2, Е) литейных титановых сплавов близки к свойствам сплавов, прошедших горячую пластическую обработку. В то же время значения относительного удлинения, относительного сужения, ударной вязкости и характеристики усталости ниже, чем у деформируемых сплавов.
Деформируемые сплавы по составу мало отличаются от литейных. В зависимости от назначения титановые сплавы делят на четыре группы: 1) свариваемые конструкционные; 2) высокопрочные; 3) жаропрочные; 4) сплавы со специальными свойствами (коррозионностойкие, для криогенных температур).
К первой группе относят нелегированный титан (ВТ 1-0), сплавы тройной системы Ti—Al—Mn (ОТ4) с гарантированной прочностью 500, 600 и 700 МПа, сплавы ВТ5-1 (5 % Al; 2,5 % Sn) и ВТ20 (6 % Al; 2 % Zr; 1 % V; 1 % Mo) с гарантированной прочностью 750 и 950 МПа соответственно.
Ко второй группе относят сплавы с пределом прочности при комнатной температуре более 1000 МПа: ВТ6, ВТ14, BT16, ВТ22. Все они, кроме алюминия, содержат в своем составе ванадий или молибден и ванадий.
К третьей группе относят сплавы, легированные алюминием, молибденом и цирконием (или хромом): ВТЗ-1, ВТ9.
В четвертую группу входят сплавы с молибденом и палладием и сплавы ВТ5-1 и ВТ6 повышенной чистоты.