Ванадий относится к группе элементов, стабилизирующих β-фазу титана и резко снижает температуру полиморфного превращения титана с увеличением концентрации. При содержании >15% V закалкой можно полностью зафиксировать при комнатной температуре β-фазу. При меньшем содержание ванадия в зависимости от температуры нагрева под закалку можно получить в структуре различные соотношения α- и β-фаз, а также зафиксировать и метастабильные фазы (α', α" и ω).
Важное значение для создания промышленных титановых сплавов имеет сравнительно большая растворимость в ванадия в титане (>3%), поскольку это дает возможность создавать сплавы, сочетающие преимущества однофазных α-сплавов (хорошая свариваемость) и двухфазных (α + β)-сплавов - способность к упрочняющей термической обработке, повышенная по сравнению с α-сплавами технологическая пластичность.
Другим преимуществом ванадия как легирующего элемента в титановых сплавах является отсутствия в системе Ti-V эвтектоидных реакций и металлоидных фаз. Этим почти исключается возникновение хрупкости при любых ошибках в проведении технологических процессов, связанных с нагревом. Достоинство сплавов Ti-V - очень узкий интервал кристаллизации.
Молибден. Растворимость молибдена в α-Ti не превышает 1%, β-стабилизирующий эффект – максимальный. Для фиксации сплошной β-структуры закалкой достаточно 11% Мо. Добавка молибдена эффективно повышает прочность сплавов при комнатной и высоких температурах, а также повышает термическую стабильность сплавов, содержащих хром и железо. Прочность сплавов титана с молибденом может быть значительно повышена закалкой и старением. Молибден -один из основных компонентов большинства титановых сплавов. Недостаток молибдена - его высокая температура плавления, затрудняющая получение гомогенных сплавов с титаном, а также высокая плотность. Однако в промышленных титановых сплавах присутствует легкоплавкий алюминий, поэтому возможно вводить молибден через лигатуру с алюминием, получаемую алюминотермическимметодом.
Хром. В сплаве системы Ti-Cr образуется соединение TiCr2, имеющее две полиморфные модификации, твердые растворы на основе которых обозначаются δ и γ. По влиянию на полиморфное превращение титана хром относится к сильным β-стабилизаторам, как молибден. Растворимость хрома в α-Ti не превышает 0,5. Для закалки с фиксацией однофазной β-структуры в сплаве достаточно 9% Сг. Хром обеспечивает в сплавах с титаном высокую прочность при хорошей пластичности и эффективность упрочняющей термической обработки. Однако при повышенных температурах происходит эвтектоидный распад β-фазы, сопровождающийся выделением TiCr2 и вследствие этого потерей пластичности. По этой причине предпочтение отдается β-стабилизаторам, не имеющим эвтектоидной реакции, - ванадию и молибдену. Введение равного или несколько большего количества молибдена позволяет затормозить эвтектоидную реакцию в системе T-Cr.
Кремний. В техническом титане и конструкционных титановых сплавах, где требуется высокая ударная вязкость, кремний считается вредной примесью, так как, присутствуя даже в небольших количествах (сотых долей процента), резко снижает эту характеристику. Однако в жаропрочных титановых сплавах кремний - одна из важных легирующих добавок, обеспечивающих повышение жаропрочности и жаростойкости. Оптимальное содержание кремния - 0,15-0,35%, что примерно соответствует пределу его растворимости в α-Ti. Однако даже и при этих концентрациях можно наблюдать мелкие включения силицида титана Ti5Si3, которые играют некоторую роль в повышении жаропрочности. При закалке сплавов Ti-Si вследствие мартенситного превращения β-фаза не фиксируется.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.