строение (557054), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Сплавы ВАЛ5, АЛ27 и АЛ32 * относятся к высокопрочным литейным сплавам. Сплав ВАЛ5 предназначен для литья сложных по конфигурации и крупных корпусных деталей, работающих под большим внутренним давлением газа или жидкости и испытывающих при эксплуатации большие напряжения. Сплав АЛ27 применяют для нагруженных деталей, работающих в условиях высокой влажности. Из него изготовляют вилки шасси и хвостового оперения, детали приборов, штурвалов и др. А1 — 3! и особенно А1 — Мя сплавы резко разупрочняются при нагреве. Поэтому при повышенных температурах применяют жаропрочные литейные сплавы АЛ1, АЛ19, АЛ20, АЛ21, ВАЛ1 и др. Так сплав АЛ20 предназначен для литья деталей, работающих при температурах до 300 'С.
К недостаткам сплава относятся пониженные коррозионные стойкость и пластичность. " Сплав АЛ32, резработеяяый в МВТУ пм. Н. 3. Баумана, попользуется для литья под девлеяпем нагруженных детелей, Сиечеияые алыыиииевые силааы типа САП и САС САП (спеченный алюминиевый порошок или спеченная алюминиевая пудра) — алюминий, упрочненный частицами оксида алюминия.
Получают САП путем холодного, а затем горячего брикетирования при 500... 600'С тонкого окисленного алюминиевого порошка (пудры) и последующей деформации (прокатке, ковке, прессовании) горячепрессованных брикетов. Пудра имеет форму чешуек толщиной ( 1 мкм. Содержание А!вОа в САП составляет в различных марках от 6... 9 % (САП!) до 18... 22 о (САП4). С увеличением содержания оксида алюминия предел прочности повышается от 300...
320 для САП! и до 440... 460 МПа для САП4. Относительное удлинение соответственно снижается от 5... 8 % до 1,5... 2 о . Важнейшим свойством САП является повышенная жаропрочность по сравнению со всеми деформируемыми алюминиевыми сплавами. Причем его свойства почти не изменяются в зависимости от длительности эксплуатации. Например, 100-часовая длительная прочность САП при 500 'С равна 450... 550 МПа, тогда как жаропрочные деформируемые и литейные алюминиевые сплавы при температурах ) 350 'С вообще длительно не работают.
САС (спеченные алюминиевые сплавы) получают горячим брикетированием с последующим прессованием при температуре 500 'С порошков, окисленных алюминиевых сплавов. Сплавы САС ! (25 30% 51 5 7% %) иСАС вЂ” 2(25 30 о 5! 5 — 7 % Ре) обладают низким коэффициентом линейного расширения и применяются для изготовления отдельных деталей приборов взамен более тяжелых сталей. САС-1 характеризуется удовлетворительными пределом прочности (220...
240 МПа), пределом текучести (2!О... 230 МПа) и низким относительным удлинением (0,5 %) Из САП и САС изготовляют обшивку„диски и лопатки компрессоров и другие детали, работающие длительно при 300... 500 'С и кратковременно при 700 ...
900 'С. $ 4. Сплавы на основе титана Общие сведения Титан — твердый металл, он в 12 раз тверже алюминия, в 4 раза— железа и меди. Титан химически стоек. Во влажном воздухе, в морской воде и азотной кислоте он противостоит коррозии не хуже нержавеющей стали, а в соляной кислоте во много раз лучше ее. Титан по распространенности в земной коре занимает среди конструкционных металлов четвертое место, уступая лишь алюминию, железу и магнию. Высокопрочные титановые сплавы по абсолютной прочности уступают высокопрочным сталям, но вследствие небольшой плот- ности титана их удельная прочность //е/Ф оказывается выше, чем у максимально прочных сталей.
Преимущество тита- /// новых сплавов в определенном диапазоне температур иллюстрирует рис. 128. Обычно титановые сплавы заменяют сталь там, где необходимо уменьшить массу конструкции, и алюминий — при работе с повышенными температурами. Титан прояв- ! о ляет повышенную стойкость против питтинга, межкристаллитной и щелЕвой КОррОЗии, КОррОЗиОннОй уста- рнс. /оо. завнснмость основателю лости и растрескивания. ноа прочности раалнчнмн матерналов от температурм: Сплавы титана удовлетворительно / — тнтановме сплавы; в — сталь обрабатываются, прокатываются и лна; Š— алюмннневме сплавн штампуются при обычных температурах, хорошо свариваются. Титан мало склонен к контактной коррозии, что позволяет соединять его с другими металлами ббз специальной изоляции.
К недостаткам титана относятся высокая стоимость производства, низкий модуль упругости, активное взаимодействие при высоких температурах со всеми атмосферными газами, склонность титана к водородной хрупкости. Технология плавки титановых сплавов сегодня — вакуумнодуговой переплав с расходуемым электродом. Слитки повышенного качества выплавляют двойным-тройным переплавом для уменьшения вероятности появления включений. Помимо листов, профилей, труб, штамповок, прутков, титан и его сплавы можно применять в виде литья и металлокерамики.
Стоимость титановых сплавов снижается по мере усовершенствования технологии и введения в строй более крупных мощностей по его производству. Основную долю титановых полуфабрикатов получают обработкой давлением. В среднем на готовую деталь, изготовленную из деформированного титанового сплава, расходуется лишь 16 о .
Это означает, что соотношение между весом затраченного титана и титана, воплощенного в конструкцию составит 6,67, что представляет огромную потерю материала. Повышение коэффициента использования материала (КИМ), снижение металлоемкости конструкции, уменьшение отходов при механической обработке деталей из титановых сплавов может быть получено при использовании метода порошковой металлургии, в особенности в ее новом гранульном варианте.
Порошковая металлургия дает возможность получить почти готовые детали, обеспечивает более высокую однородность материала и открывает потенциальные возможности получения новых сплавов и новых типов микроструктур. Достоинства титана определяют его перспективность во многих областях техники. Хараатериствви титаиа Титан — металл 1Ч группы периодической системы Д. И.
Менделеева с атомным номером 22, атомной массой 47,3, относящийся к переходным элементам. Титан обладает небольшим удельным весом порядка 4500 кг/мв и довольно высокой температурой плавления, -1700 'С. Модуль упругости у титана низкий — 112 ГПа, почти в два раза меньше, чем у железа и никеля. Коэффициент теплопроводности составляет 18,85 Вт/(м К), почти в 13 раз ниже, чем у алюминия и в 4 раза ниже, чем у железа. Низкий коэффициент линейного термического расширения — 8,15. 10е К вЂ” ', составляет 50 % от коэффициента расширения аустенитной нержавеющей стали. Это облегчает его работу при теплосменах.
По удельной теплоемкосги титан занимает промежуточное место между алюминием и железом. Титан обладает большим удельным электро- сопротивлением, которое в зависимости от содержания примесей колеблется в пределах от 0,0042 до 0,008 Ом м.
При температурах ниже 0,45 К титан становится сверхпроводником. Титан — металл парамагнитный, но в отличие от других парамагнетиков его магнитная восприимчивость при нагревании существенно возрастает. Титан имеет две полиморфные модификации: низкотемпературную модификацию Т1„, устойчивую до 882 'С, характеризуемую гексаганальной плотноупакованной решеткой с периодами а = = 0,296 нм, с = 0,472 нм и высокотемпературную Т16, устойчивую выше 882 'С и характеризуемую кубической объемно-центрированной решеткой с периодом а = 0,332 нм.
Технический титан маркируют в зависимости от содержания примесей ВТ1 — 0 (сумма примесей ( 0,55 %), ВТ1 — 00 (сумма примесей ( 0,398 %). Методом зонной плавки или методом термической диссоциации четырехиодидного титана получают чистейший иодидный титан (сумма примесей ('О,1 %). На механические свойства титана значительно влияют примеси кислорода, водорода, углерода и азота, которые образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: оксиды, гидриды, карбиды и нитриды, повышая его характеристики прочности,при одновременном снижении пластичности. Ухудшаются также технологичность (свариваемость, паяние, штампуемость) и коррозионная стойкость.
Поэтому содержание этих примесей в титане ограничено сотыми и даже тысячными долями процента. Опасность водородной хрупкости, особенно в напряженных сварных конструкциях ограничивает содержание водорода. В техническом титане оно находится в пределах 0,008 ... 0,012 %.
В последнее время при горячей деформации титановых сплавов используется эффект водородного пластифицирования, положительного влияния водорода на пластичность и сопротивление деформации (табл. 16). Из таблицы следует, что благоприятное влияние водорода сказывается в снижении условного предела те- Т а.б„'л и и а 16. Метаиичесвие свойства ВТ1-О с раеличимм содерюаиием водорода ее в. мпв е .мпв о, и не и 102/37 85/21 10,9/78,0 33,7/55,2 70,7/93,8 85,9/93,7 20,1/43,5 86,8/98,5 16,4/55,0 94,6/99,3 74/15 68/13 0,005 0,1 0,2 0.3 П р в меч ах «е. В чвслвтеле приведевм влачеввв мехаввчесввх свойств прв тем пературе вспмтвввй Есе 'С, в вввмеаателе-прв Есе 'С. кучести титана и повышении относительного сужения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
