Материаловедение: общие сведения о материалах, страница 22

4.6. МЕТАЛЛЫ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТЬЮ И ЖЕСТКОСТЬЮ

МЕТАЛЛЫ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТЬЮ - титан, бериллий и их сплавы

ТИТАН -  легкий тугоплавкий (1665 (С) металл,  полиморфное превращение при 882 (С (ГПУ - ОЦК), внешне похож на сталь

ДОСТОИНСТВА ТИТАНА - малая плотность, хорошее сочетание прочности (400 МПа) и пластичности (относительное удлинение 50%), высокая удельная прочность (30 км); хорошо обрабатывается давлением и сваркой

НЕДОСТАТКИ ТИТАНА - низкий модуль упругости (вдвое меньше, чем у железа) и плохие антифрикционные свойства; плохо  режется

УПРОЧНЕНИЕ ТИТАНА -  титан упрочняется наклепом (в два раза)

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ  - по технологии изготовления: деформируемые и литейные; по механическим свойствам: нормальной прочности, высокопрочные, жаропрочные и повышенной пластичности; по способности упрочняться термообработкой: упрочняемые и неупрочняемые

ДОСТОИНСТВА ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ - прочнее титана; пластичнее, технологичнее и дешевле бериллия; превосходят сплавы алюминия и магния по удельной прочности, жаропрочности и коррозионной стойкости; безопасны при переработке

ПРИМЕНЕНИЕ СПЛАВОВ ТИТАНА -  авиация (обшивка сверхзвуковых самолетов, детали реактивных двигателей), ракетостроение (корпуса ракетных двигателей), судостроение (обшивка подводных лодок), промышленность (баллоны для сжатых и сжиженных газов)...

ДОСТОИНСТВА БЕРИЛЛИЯ - очень легкий металл с рекордно высокой удельной жесткостью (по модулю упругости уступает лишь вольфраму и молибдену, но они много плотнее); высокая удельная прочность (37 км); очень тверд -  режет стекло; обладает огромной теплоемкостью (в 8 раз превосходит сталь) и большой теплопроводностью (лишь на 12% уступает алюминию); стойкость к резонансным колебаниям, высокое сопротивление усталостному разрушению и большая скорость распространения звука (в 2.5 раза больше стали) делают бериллий незаменимым в двигателестроении и акустической технике

НЕДОСТАТКИ БЕРИЛЛИЯ - редкий и дорогой металл, из-за химической инертности трудно извлекать из руды; низкая пластичность; режется плохо и только твердосплавным инструментом, сваривается специальными методами; токсичен при переработке (тяжелые легочные заболевания, при попадании в ранки вызывает изъязвление, необходимо применять средства индивидуальной защиты)

ПРИМЕНЕНИЕ БЕРИЛЛИЯ - один из лучших материалов для конструкций, где важны собственная масса и жесткость: детали сверхзвуковых самолетов, обшивка ракет (самолет, изготовленный на 80% из бериллия, вдвое легче, чем из алюминия - на 40% увел. дальность полета, больше грузоподъемность); теплозащитный материал в ракетной и космической технике: головные части ракет, оболочки кабин космонавтов, передние кромки крыльев сверхзвуковых самолетов...; бериллиевая микропроволока (диаметр неск. мкм) имеет прочность 1300 МПа, используется для армирования композиционных материалов на основе алюминия и титана (космическая техника); ответственные детали высокоточных приборов: системы навигации ракет, самолетов, подводных лодок; гироскопы...; атомная техника (слабо поглощает тепловые нейтроны), конструкционный материал для рентгеновских трубок (поглощает рентгеновские лучи в 17 раз слабее алюминия)

СПЛАВЫ БЕРИЛЛИЯ - очень трудно получить из-за малого размера элементарной ячейки бериллия; основной легирующий элемент - алюминий - практически нерастворим в бериллии при комнатной температуре; пластичнее и технологичнее чистого бериллия; 24% алюминия: прочность 620 МПа, относ. удлинение 3%

МЕТАЛЛЫ С ВЫСОКОЙ УДЕЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ - сплавы на основе: магния (2.3 км), алюминия (2.4 км), титана (2.6 км), железа (2.6 км); чистый бериллий - 16 км!

4.7. МАТЕРИАЛЫ, УСТОЙЧИВЫЕ К ВОЗДЕЙСТВИЮ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

КОРРОЗИЯ -  разрушение металлов под действием окружающей среды; электрохимическая и химическая

КОРРОЗИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ -  коррозия под воздействием электролитов: кислот, щелочей и солей (атмосферная, почвенная ...); в средней полосе скорость КЭ 0.2 мм/год