Kakšna snov je titan?

Titanove zlitine lahko razdelimo v tri kategorije glede na njihovo organizacijo. (1 Titan z elementi aluminija in kositra. 2 Titan z legirnimi elementi, kot sta aluminij, krom, molibden in vanadij. 3 Titan z elementi, kot sta aluminij in vanadij.) Titanova zlitina ima visoko trdnost in nizko gostoto, dobre mehanske lastnosti, žilavost in korozijo odpornost je zelo dobra. Poleg tega: učinkovitost postopka titanove zlitine je slaba, težave pri rezanju in obdelavi. Pri termični obdelavi je zelo enostavno absorbirati vodik, kisik, dušik, ogljik in druge nečistoče. Obstaja tudi slaba odpornost proti obrabi, proizvodni proces je zapleten. titanovih zlitin do zlitin na osnovi titana, sestavljenih iz drugih elementov. Industrijska proizvodnja titana se je začela leta 1948. Razvoj letalske industrije zahteva, da ima industrija titana povprečno letno stopnjo rasti okoli 8 odstotkov. Trenutno je svetovna letna proizvodnja materialov za obdelavo titanovih zlitin dosegla več kot 40,000 ton titanovih zlitin skoraj 30 vrst. Najbolj razširjena titanova zlitina je Ti-6Al{{10}}V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) in industrijski čisti titan (TA1, TA2 in TA3). Titanove zlitine se v glavnem uporabljajo za izdelavo delov kompresorja letalskih motorjev, sledijo pa strukturni deli za rakete, izstrelke in letala za visoke hitrosti. Sredi{{2{0}}s so titan in njegove zlitine uporabljali na splošno industrijske aplikacije za izdelavo elektrod za industrijo elektrolize, kondenzatorjev za elektrarne, grelnikov za rafinerije nafte in razsoljevanje morske vode ter naprav za nadzor onesnaževanja okolja. Titan in njegove zlitine so postali konstrukcijski material, odporen proti koroziji. Uporablja se tudi za proizvodnjo materialov za shranjevanje vodika in zlitin s spominom oblike. Kitajska je začela raziskave titana in titanovih zlitin leta 1956; industrijska proizvodnja titana se je začela sredi-1960ih let in razvila se je zlitina TB2. Značilnosti V primerjavi z drugimi kovinskimi materiali imajo titanove zlitine naslednje prednosti: ① visoka specifična trdnost (natezna trdnost / gostota) (glej tabelo), natezna trdnost do 100 ~ 140 kgf/mm2, medtem ko je gostota le 60% jekla. ② dobra trdnost pri srednji temperaturi, uporaba temperature kot aluminijeve zlitine je nekaj sto stopinj višja, sredi temperature lahko še vedno ohranja zahtevano trdnost, lahko je pri temperaturi 450-500 stopinj dolgotrajno delo . ③ dobra odpornost proti koroziji, površina titana v atmosferi takoj tvori enakomeren in gost oksidni film, sposobnost upreti se različnim medijem erozije. Običajno ima titan dobro odpornost proti koroziji v oksidativnih in nevtralnih medijih, odpornost proti koroziji v morski vodi, mokrem klorovem plinu in raztopini klorida pa je še boljša. Toda v reducirnih medijih, kot je klorovodikova kislina in druge raztopine, je titanova odpornost proti koroziji slaba. ④ dobra nizkotemperaturna zmogljivost, titanova zlitina z zelo nizko vrzeljo, kot je TA7, v -253 stopnji lahko ohrani določeno stopnjo plastičnosti. ⑤ Nizek modul elastičnosti, majhna toplotna prevodnost, neferomagneten. Legirni elementi Titan ima dve vrsti homogenih in heterogenih kristalov: -titan z gosto heksagonalno strukturo pod 882 stopinjami in -titan s kubično strukturo s telesnim središčem nad 882 stopinjami. Legirne elemente glede na njihov učinek na temperaturo faznega prehoda lahko razdelimo v tri kategorije: ① stabilizacija -faze, za povečanje temperature faznega prehoda elementov za -stabilizacijske elemente, aluminij, ogljik, kisik in dušik itd. . Aluminij je glavni legirni element titanove zlitine, ki očitno vpliva na izboljšanje trdnosti zlitine pri sobni temperaturi in visoki temperaturi, zmanjšanje specifične teže in povečanje modula elastičnosti. ② Stabilizacija -faze, zniža temperaturo faznega prehoda elementov za -stabilizacijske elemente in jih je mogoče razdeliti na homokristalne in evtektične vrste dva. Prvi ima molibden, niobij, vanadij itd.; slednji vsebuje krom, mangan, baker, železo, silicij itd. ③ Elementi, ki imajo majhen vpliv na temperaturo faznega prehoda, so nevtralni elementi, kot sta cirkonij in kositer. Kisik, dušik, ogljik in vodik so glavne nečistoče v titanovih zlitinah. Kisik in dušik v -fazi imata večjo topnost, titanova zlitina ima pomemben ojačitveni učinek, vendar je plastičnost zmanjšana. Običajno je določeno, da je vsebnost kisika in dušika v titanu 0.15-0.2% oziroma 0.04-0.05%. Topnost vodika v -fazi je zelo majhna, titanove zlitine, raztopljene v presežku vodika, bodo proizvedle hidrid, tako da zlitina postane krhka. Običajno je vsebnost vodika v titanovih zlitinah pod 0,015 %. Raztapljanje vodika v titanu je reverzibilno in ga je mogoče odstraniti z vakuumskim žarjenjem. Kategorije Titanove zlitine lahko razdelimo v tri kategorije glede na sestavo faze: -zlitine, (+) zlitine in -zlitine, ki so na Kitajskem izražene kot TA, TC oziroma TB. ① -zlitine vsebujejo določeno količino stabilnih -faznih elementov, ravnotežno stanje je v glavnem sestavljeno iz -faze. - zlitine imajo majhno specifično težo, dobro toplotno trdnost, dobro varivost in odlično odpornost proti koroziji, pomanjkljivost trdnosti pri sobni temperaturi je nizka, običajno se uporabljajo kot materiali, odporni na vročino in materiali, odporni proti koroziji. -zlitine lahko razdelimo na polne- -zlitine (TA7), skoraj- -zlitine (Ti-8Al-1Mo-1V) in majhno število spojine -zlitin (Ti-2.0%) in -zlitin (Ti-2.4%). (Ti-2.5Cu). ② (+) zlitine vsebujejo določeno količino elementov, ki stabilizirajo faze in, v ravnovesju pa je zlitina organizirana v fazah in. (+) zlitina ima srednjo trdnost in jo je mogoče toplotno obdelati, da se okrepi, vendar je učinkovitost varjenja slaba. ( + ) zlitine so široko uporabljene, od katerih proizvodnja zlitine Ti-6Al-4V v celotnem titanovem materialu predstavlja več kot polovico. ③ zlitina vsebuje veliko število stabilnih faznih elementov, lahko je visokotemperaturna faza, ki se vse ohrani na sobni temperaturi. zlitine lahko razdelimo na toplotno obdelane zlitine (substabilne zlitine in skoraj substabilne zlitine) in toplotno stabilizirane zlitine. Zlitine, ki jih je mogoče toplotno obdelati, imajo odlično plastičnost v kaljenem stanju in jih je mogoče starati do natezne trdnosti 130-140 kgf/mm2. -zlitine se običajno uporabljajo kot materiali z visoko trdnostjo in visoko žilavostjo. Pomanjkljivost je, da je razmerje velikih, visokih stroškov, slabe učinkovitosti varjenja, težav pri rezanju in obdelavi. Titanove zlitine lahko razdelimo na zlitine, odporne na vročino, zlitine visoke trdnosti, zlitine, odporne proti koroziji (titan-molibden, titan-paladijeve zlitine itd.), nizkotemperaturne zlitine, pa tudi zlitine s posebnimi funkcijami (titan-železov vodik materiali za shranjevanje in spominske zlitine titan-nikelj) in tako naprej. Sestava in lastnosti tipičnih zlitin so prikazane v tabeli. Toplotna obdelava Titanove zlitine lahko pridobijo različne fazne sestave in organizacije s prilagajanjem postopka toplotne obdelave. Na splošno velja, da ima fina izometrična organizacija boljšo plastičnost, toplotno stabilnost in odpornost na utrujenost; igličasta organizacija ima večjo vzdržljivostno trdnost, lezenje in lomno žilavost; mešana izometrična in iglasta organizacija ima boljšo splošno učinkovitost. Običajno uporabljene metode toplotne obdelave so žarjenje, raztopina in staranje. Žarjenje je namenjeno odpravi notranjih napetosti, izboljšanju plastičnosti in organizacijske stabilnosti, da bi dosegli boljšo splošno učinkovitost. Običajno je temperatura žarjenja zlitin in (+) zlitin izbrana v (+) - → točki faznega prehoda pod 120 ~ 200 stopinj; obdelava z raztopino in staranjem poteka v visokotemperaturnem območju hitrega hlajenja, da dobimo fazo martenzita ' in substabilno fazo, nato pa v srednje temperaturnem območju, da se ohrani toplota, tako da se razgradnja teh substabilnih faz , da bi dobili fazo ali spojine, kot je fina disperzija druge faze točke, da bi zlitino okrepili namen. Običajno (+) kaljenje zlitine pri (+) - → točki faznega prehoda pod 40 ~ 100 stopinjami, substabilna kaljenje zlitine pri (+) - → točki faznega prehoda nad 40 ~ 80 stopinjami. Temperatura obdelave staranja je običajno 450-550 stopinj. Poleg tega industrija za izpolnitev posebnih zahtev obdelovanca uporablja tudi dvojno žarjenje, izotermno žarjenje, toplotno obdelavo, deformacijsko toplotno obdelavo in druge postopke toplotne obdelave kovin.