Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 18
Текст из файла (страница 18)
црнмер 07Х2!Г7АН5 (пт нм 400 МПа). 4.8. Титан и его сплавы' шают водород, который вызывает охрупчивание. Технический титан хорошо обрабатывается давлением, сва. ривается в среде аргоиа, но плохо обрабатывается резанием Для получения сплавов титан легнруют алюмияием, молибденом, вавадием, марганцем, хромом, оловом, циркоиием, нвобием и кремнием. Титан имеет две эллотропаческие модификапни; и и (). Наибольшее промышленное применение получили и- и и -1- 6-сплавы. В табл. 4.7 приведены содержание элементов и механические свойства В высоковакуумной технике (в первую очередь для нзготоэления деталей гаэоулавлизающих насосов) широко применяют титан и его сплавы, имеющие высокие прочность, плотность, жаропрочиость и коррозиоииую стойкость при температуре до 773 К. При более высокой температуре титан и его сплавы легко окисляются и погло- 90 60 50 30 50 187 ..
121 !97 .. 126 207 ... !31 229 ... !43 197 ... !26 285 * 600 660 950 9оО 400 1100 450 420 450 800 750 250 850 300 20 !О 9 9 20 10 20 60 50 45 40 ... 45 50 30 45 973 ... 1063 933 ... 1043 473 ... 573 473 ... 573 548 ... 623 1273 ... 1323 !273 .„ 1323 1223 ... !293 1273 ... 13 23 !033 ... 1053 1248 ... 1313 !003 ... 1043 12Х13 20Х!3 ЗОХ 13 40Х13 12Х!7 14Х!7Н2 15Х25Т Табл н ца 4Л Содержание элементов 5 !4 Ыакмф». кнцнн * Не более.
Силан другам элементы Мо 4.7. Стали и сплавы для работы при низких температурах 4,3...6,2 43...60 3,5 ... 5,0 ВТ5 Ю ВТ5 — 1 ОТ4 (2,0 ... 3,0) Зп (0,8 ... 2,0) Мп ВТЗ вЂ” ! ВТ9 ВТ14 ВТ22 1100 (12 !!00 (13 1000 (13 1150 (!4 мповки, ковки амповки рутки сталлитной коррозии. Это явление устраняют уменьшением содержания углерода и введением элементов-стабилизаторов — титана или ниобия, которые, соединяясь с углеродом, препятствуют образованию хромистых карбидов и появлению межкристаллитной коррозии.
Аустеиитиые коррозионно-стойкие стали !2Х18Н10Т !2Х!ВН!2Т широко применяют в вакуумной технике бла. годаря высоким аитикорроэиоииым, технологическим и механическим свойствам. Элг стали хорошо поддаются прокатке в горячем и холодном состояниях, в холодном состоянии выдерживают глубокую вытяжку и профилирование. хорошо свэрииэются с образованием вакуумно-плотного соединения. Термгщескня обработка коррозионно-стойхих сталей аустеиитиого класса сравнительно проста и эакл!очается в аакэлие, отжиге и отпуске (см.
табл. 4.6). Аусгенитные коррозиоино-стойкие стали в закаленном состоянии имеют низкие пределы текучести и прочности и очень высокую пластичность. Таи, для сталей 04Х18Н!О. ОВХ18Н10Т, 12Х18Н10Т в 17Х 1ВН9 временное сопротивление соответственно ан = 450; 500; 520 и 580 МПа.
Для стали 04Х18Н10 предел текучести пт = 160 МПа, для остальных трех сталей и = 200 МПа. Для сталей всех четырех марок 6 = 40эй, р — 55эй Металлические магериалы, зксплуатируемые при ииэкнх темпера |урах (от нормальной до температуры кипения жидкого гелия 542 К), подразделяют на три группы, соответствующие следующим темэерагурным диапазонам: 293 ... 2!3; 293 ... 193; 293 ... 13 К. Основное требование к сталям и сплавам, предназначенным для работы при ннэкнх темпернтурах,— высокая механическая прочность. Известно., что при снижении температуры .прочность возрастает, а пластичность и вязкость уменьшаются.
Таким образом, прочность должка гарантироватьс- . яя при нормальной температуре, Прн расчете элементов криогенных систем и установок на прочность следует учитывать свойства материалов при. нормальной температуре. Для. работы при низких температурах наиболее щироно используют аустенитиые стали 12Х18Н!ОТг ОВХ18Н!О, !2Х18Н9. Хромоиикелевые аустенитные стали Имеют высокую ударную вяакость при нормальной температуре. По мере снижения температуры кипения жидкого азота этн стали сохраняют свою пла. стичиостьр а ударная вязкость хотя и уменьшается, но до Т = 20 К сохраняет высокие значения. Вследствие щ Остальное титан, " Механические свойства указаны после отжита, в скобках — после закалки и старения, МАТЕРИАЛЫ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ 82 иэс ° - № Таблица 48 Темэервтура, К а '.!зс, ц Г('СМ( Металл Пт/(м.
К) рекрастал- лнза№мм плавле- ная кнлсна№ 1838 1673 1273 1403 З8З 3653 3443 3269 2898 2688 2248 2173 2163 2128 6203 6143 6373 5073 3573 5673 3623 2742 3850 Вольфрам Рени й Тантал молибден Ниобий Гафии й Ванадий Хром Цирконий 19,3 21,0 16,6 10,2 8,6 13,4 6,) 7,2 6,0 4,5 6,7 6,6 5,4 7,1 6,0 9,7 6,2 5,8 192 68,0 52,0 ! 40,0 48,0 21,0 29,6 64,0 16,0 1073 наиболее распространенных титановых сплавов, обрабатываемых давлением. Высокая пластичность титановых сплавов при инзкои температуре позволяет применять их в вакуумной и криогенной технике. Титан и (с-сплавы титана не упроч. няютсэ термической обработкой; их подвергают только рекристаллизациоиному отжигу. Температура отжита а + ()-сплавов должна быть выше тем.
пературы рекристаллнзацни, но не превышать температуры фазового превращения, так как и в В.сп((азах происходит сильный рост зерна. Отжиг а- н а -1- ()-сплавов лучше проводить в вакууме. Для снятия напряжений неполный отжиг при Т = 823 ... 873 К; а + 8-сплавы можно упрочнять закалкой с последующим старением. Титановые сплавы имеют низкие 'антнфрнкцнонные свойства. Титан, и его сплавы, предназначенные для деталей узлов трения, азотируют при Т = 1123 ...
1223 К, в течение 30 60 ч в среде азота. После авотнро. вания по такому режиму толщина диффузионного слоя титановых сплавов составляет 0,05 ... 0,15 мм, твер. дость по Виикерсу 750 ... 900 НУ. ( 4.9. Тугоплавкие металлы К тугоплавким относятся металлы с температурой плавления, превышающей 1973 К, В вакуумной технике в качестве конструкционных материалов применяют вольфрам, молибден и их сплавы, ниобий, тантал.
Вольфрам, ка(э правило, используют в аиде проволоки в качестве тел нагрева различного назначения; в вакуумных приборах, термическом оборудовании, насосах. Прн этом одно из наиболее важных для вакуумной техники свойств вольфрама — его взаимодействие с газами. При температуре 573 ... 773 К в присутствии кислорода образуется окснд вольфрама %(0(г, а при более высокой темпера. туре — трноксид %0з, который легко испаряется в вакууме. Вольфрам имеет исключительно высокие временное сопротивление и модуль упругости; так, оэ = 1!4 МПа при температуре 2200 К.
Близок по своим свойствам к вольфраму молибден. В отличие от вольфрама полуфабрикаты нз молибдена приобретают пластичность после стжига, что позволяет обрабатывать их мегодом пластического деформирования н резанием. Молибден хорошо сварнвается в инертных газах, а также э(тектронно-лучевым методом. Применяют чистый беслрнсадочный молибден М4 н вакуумно-плавленый — ' М4ВП. Из молибдена получают полуфабрикаты в вице проволоки (ТУ 4Ь)9-203 — 76), прутков (ТУ 48-19-247 — 77) и трубок. В вакуумной технике их используют для нзготов. ления вакуумно-плотных спаса с алю. моснчнкатнымн стеклдмн. Сплав вольфрама и молибдена ВАМ-5 поставляют в виде проволоки, глав. ным образом для вакуумных приборов различных типов.
Сплав молибдеи— цирконий — титан ЦМ-2А применяют для изготовления деталей, от которых требуется повышенная жаролрочность. Его поставляют в виде прутков диаметром 8 ... 60 мм, листов толщиной 0,3 ... 20,0 мм и шириной 100 ... 400 мм, а также поковок диаметром 65 ... 180 мм (ТУ 48-19-273 — 77). Один нз самых пластичных тугоплав. ких металлов — тантал. Его можно подвергать практически всем видам механической обработки в холодном состоянии и сваривать со всемв металлами, с которыми он образует сплавы (железом, никелем, цнркоинем, титаном, ннобием, вольфрамом). При этом применяют аргонодуговую, ультразвуковую и электронно-лучевую сварку. При температуре 973 ... 1473 К тантал поглощает активные газы, а при температуре 1473 ... 1713 К вЂ” хорошо.
обезгажнвается. Тантал ТВЧ н ТВЧ-) получают методом вакуумной плавки, по тавляют в виде листов толщиной 0,01 ... Рз мм и шириной 30 ... 150 мм (ТУ 95-311 — 75), проволоки диаметром 0,05 ... 3 мм (ТУ 95-353 — 75) и прутков диаметром 3 ... 50 мм (ТУ 95-234 — 80), Технический тантал мар. ки Т поставла|от в виде прутков (ТУ 11 Су 0.021.041 — 74), ленты (ТУ 11 Су 0.021.016 — 77) и проволоки (ТУ 11 Су 0.021.032 — 77).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
