Марки Титана
| Марка | Ti | Al | V | Mo | Sn | Zr | Mn | Cr | Si | Fe | O2 | h3 | N2 | C | примеси |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ВТ1-00 | Осн | 0,08 | 0,15 | 0,10 | 0,008 | 0,04 | 0,05 | 0,10 | |||||||
| ВТ1-0 | Осн | 0,10 | 0,25 | 0,20 | 0,010 | 0,04 | 0,07 | 0,30 | |||||||
| ВТ3-1 | Осн | 5,5-7,0 | 2,0-3,0 | 0,50 | 0,8-2,0 | 0,15-0,4 | 0,2-0,7 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | |||
| ВТ5-1 | Осн | 4,3-6,0 | 1,0 | 2,0-3,0 | 0,30 | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | |||
| ВТ5 | Осн | 4,5-6,2 | 1,2 | 0,8 | 0,30 | 0,12 | 0,30 | 0,20 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | |||
| ВТ6 | Осн | 5,3-6,8 | 3,5-5,3 | 0,30 | 0,10 | 0,60 | 0,,20 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ВТ6С | Осн | 5,3-6,5 | 3,5-4,5 | 0,30 | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,04 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ВТ8 | Осн | 5,8-7,0 | 2,8-3,8 | 0,50 | 0,2-0,4 | 0,30 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ВТ9 | Осн | 5,8-7,0 | 2,8-3,8 | 1,0-2,0 | 0,2-0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ВТ14 | Осн | 3,5-6,3 | 0,9-1,9 | 2,5-3,8 | 0,30 | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | |||
| ВТ20 | Осн | 5,5-7,0 | 0,8-2,5 | 0,5-2,0 | 1,5-2,5 | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | |||
| ВТ22 | Осн | 4,4-5,7 | 4,0-5,5 | 4,0-5,5 | 0,30 | 0,5-1,5 | 0,15 | 00,5-1,5 | 0,18 | 0,015 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||
| ОТ4-0 | Осн | 0,4-1,4 | 0,30 | 0,5-1,3 | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,012 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ОТ4-1 | Осн | 1,5-2,5 | 0,30 | 0,7-2,0 | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,012 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ОТ4 | Осн | 3,5-5,0 | 0,30 | 0,8-2,0 | 0,12 | 0,30 | 0,15 | 0,012 | 0,05 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ПТ3В | Осн | 3,5-5,0 | 1,2-2,5 | 0,30 | 0,12 | 0,25 | 0,15 | 0,006 | 0,04 | 0,10 | 0,30 | ||||
| ПТ7М | Осн | 1,8-2,5 | 2,0-3,0 | 0,12 | 0,25 | 0,15 | 0,006 | 0,04 | 0,10 | 0,30 | |||||
| ВТ1-2 | Осн | 0,15 | 1,5 | 0,30 | 0,010 | 0,15 | 0,10 | 0,30 |
| ПТ1-М | Осн | 0,2-0,7 | 0,30 | 0,10 | 0,20 | 0,12 | 0,04 | 0,07 | 0,30 | ||||||
| 3М | Осн | 3,5-5,0 | 0,30 | 0,12 | 0,25 | 0,15 | 0,04 | 0,1 | 0,30 | ||||||
| 2В | Осн | 1,5-2,5 | 1,0-2,0 | 0,10 | 0,20 | 0,12 | 0,04 | 0,07 | 0,30 | ||||||
| 5В | Осн | 4,7-6,3 | 1,0-1,9 | 0,7-2,0 | 0,10 | 0,12 | 0,25 | 0,13 | 0,04 | 0,06 | 0,30 | ||||
Описание марок титана: (ссылки)
титан ВТ1-0 и титан ВТ1-00
Марка титана ВТ3-1
Титан ВТ5 (ВТ5Л)
Титан ВТ6
Титан марки ВТ8
Марка титана ВТ9
Марка титана ВТ14
Титан ВТ16
Титан марки ПТ7М
Марки ОТ4-0, ОТ4-1 и ОТ4
| 14 | ОСТ 1-9207 — 91 | Ti87.29-93%Al3.5-5.6%Mo1.8-3.5%V0.5-2.5%… |
| 2В | ГОСТ 27265 — 87 | Ti94.79-97%Al1.5-2.5%V1-2%… |
| 3М | ОСТ 1-9207 — 91 | Ti93.89-96%Al3.5-5%… |
| 5В | ОСТ 1-9207 — 91 | Ti88.85-93%Al4.7-6.3%V1-1.9%Mo0.7-2%C0.06-0.1%… |
| АТ3 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti94.65-97%Al2-3.5%Cr0.2-0.5%Fe0.2-0.5%Si0.2-0.4%… |
| АТ-6 | Ti89.9-91%Al5-6.5%Cr1.5-1.5%Fe1.5-1.5%Si1.5-1.5%… | |
| ВТ14 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti86.85-92%Al3.5-6.3%Mo2.5-3.8%V0.9-1.9%… |
| ВТ15 | ОСТ 1-90013 — 81 | Ti76.8-84.2%Cr9.5-11%Mo6.8-8%Al2.3-3.6%… |
| ВТ16 | ОСТ 1-90013 — 81 | Ti84.85-89%Mo4.5-5.5%V4-5%Al1.8-3.8%… |
| ВТ18 | ОСТ 1-90013 — 81 | Ti76.82-82%Zr10-12%Al7.2-8.2%Nb0.5-1.5%Mo0.2-1%Si0.05-0.1%… |
| ВТ18у | ОСТ 1-90013 — 81 | Ti82.11-87%Al6.2-7.3%Zr3.5-4.5%Sn2-3%Nb0.5-1.5%Mo0.4-1%Si0.1-0.25%… |
| ВТ20 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti85.15-91%Al5.5-7%Zr1.5-2.5%V0.8-2.5%Mo0.5-2%… |
| ВТ20-1св | ГОСТ 27265 — 87 | Ti91.36-95%Al2-2.3%Zr1-2%Mo0.5-1.5%V0.5-1.5%… |
| ВТ20-2св | ГОСТ 27265 — 87 | Ti89.86-94%Al3.5-4.5%Zr1-2%Mo0.5-1.5%V0.5-1.5%… |
| ВТ22 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti79.4-86.3%Mo4.5-5.5%V4.5-5%Al4.4-5.7%Cr0.5-1.5%Fe0.5-1.5%… |
| ВТ23 | ОСТ 1-90013 — 81 | Ti84.1-89.5%Al4-6.3%V4-5%Mo1.2-2.5%Cr0.8-1.4%Fe0.4-0.1%… |
| ВТ2св | ГОСТ 27265 — 87 | Ti96.36-97%Al2-2.3%… |
| ВТ3-1 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti85.95-91%Al5.5-7%Mo2-3%Cr0.8-2%Fe0.2-0.7%Si0.15-0.4%… |
| ВТ5 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti90.63-95%Al4.5-6.2%… |
| ВТ5-1 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti88.83-93%Al4.3-6%Sn2-3%… |
| ВТ6 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti86.45-90%Al5.3-6.8%V3.5-5.3%… |
| ВТ6С | ГОСТ 19807 — 91 | Ti87.86-90%Al5.3-6.5%V3.5-4.5%… |
| ВТ6св | ГОСТ 27265 — 87 | Ti91.36-93%Al3.5-4.5%V2.5-3.5%… |
| ВТ8 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti87.55-90%Al5.8-7%Mo2.8-3.8%Si0.2-0.4%… |
| ВТ9 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti86.15-89%Al5.8-7%Mo2.8-3.8%Zr1-2%Si0.2-0.35%… |
| ОТ4 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti91.83-95%Al3.5-5%Mn0.8-2%… |
| ГОСТ 19807 — 91 | Ti96.13-98%Mn0.5-1.3%Al0.4-1.4%… | |
| ОТ4-1 | ГОСТ 19807 — 91 | Ti94.33-97%Al1.5-2.5%Mn0.7-2%… |
| ОТ4-1св | ГОСТ 27265 — 87 | Ti94.33-97%Al1.5-2.5%Mn0.7-2%… |
| ОТ4св | ГОСТ 27265 — 87 | Ti91.83-95%Al3.5-5%Mn0.8-2%… |
| ПТ-1М | ОСТ 1-9207 — 91 | Ti98.29-99%Al0.2-0.7%… |
| ПТ-3В | ГОСТ 19807 — 91 | Ti91.39-95%Al3.5-5%V1.2-2.5%… |
| ПТ-7М | ГОСТ 19807 — 91 | Ti93.69-95%Zr2-3%Al1.8-2.5%… |
| ПТ-7Мсв | ГОСТ 27265 — 87 | Ti93.87-95%Zr2-3%Al1.8-2.5%… |
| СПТ-2 | ГОСТ 27265 — 87 | Ti89.36-92%Al3.5-4.5%V2.5-3.5%Zr1-2%… |
| ТС6 | Ti75-77%Cr10-11%V6-6%Mo4-5%Al3-3%… |
Структуры титановых сплавов
Титан подобно железу является полиморфным металлом и имеет фазовое превращение при температуре 882°С. Ниже этой температуры устойчива гексагональная плотноупакованная кристаллическая решетка α-титана, а выше — объемно центрированная кубическая (о. ц. к.) решетка β-титана.
Титан упрочняется легированием α- и β-стабилизирующими элементами, а также термической обработкой двухфазных (α+β)-сплавов. К элементам, стабилизирующим α-фазу титана, относятся алюминий, в меньшей степени олово и цирконий. α-стабилизаторы упрочняют титан, образуя твердый раствор с α-модификацией титана.
За последние годы было установлено, что, кроме алюминия, существуют и другие металлы, стабилизирующие α-модификацию титана, которые могут представлять интерес в качестве легирующих добавок к промышленным титановым сплавам. К таким металлам относятся галлий, индий, сурьма, висмут. Особый интерес представляет галлий для жаропрочных титановых сплавов благодаря высокой растворимости в α — титане. Как известно повышение жаропрочности сплавов системы Ti — Al ограничено пределом 7 — 8% вследствие образования хрупкой фазы. Добавкой галлия можно дополнительно повысить жаропрочность предельно легированных алюминием сплавов без образования α2-фазы.
Алюминий практически применяется почти во всех промышленных сплавах, так как является наиболее эффективным упрочнителем, улучшая прочностные и жаропрочные свойства титана. В последнее время наряду с алюминием в качестве легирующих элементов применяют цирконий, олово и ванадий. Пример: титановые прутки ВТ6 (Grade 5, Gr.5, Gr5), титановые листы ВТ6 (Grade 5, Gr.5, Gr5), поставляемые ООО «Вариант» для медицинских имплантатов, титановые прутки и трубы марки Grade 9 (Gr.9, Gr9), поставляемые ООО «Вариант» по ASTM B348, ASTM B338.
Цирконий положительно влияет на свойства сплавов при повышенных температурах, образует с титаном непрерывный ряд твердых растворов на основе α — титана и не участвует в упорядочении твердого раствора. Пример: титановые трубы ПТ1-М (ПТ1М), ПТ7-М (ПТ7М).
Олово, особенно в сочетании с алюминием и цирконием, повышает жаропрочные свойства сплавов, но в отличие от циркония образует в сплаве упорядоченную фазу.
Преимущество титановых сплавов с α-структурой — в высокой термической стабильности, хорошей свариваемости и высоком сопротивлении окислению. Однако сплавы типа α чувствительны к водородной хрупкости ( вследствие малой растворимости водорода в α-титане) и не поддаются упрочнению термической обработкой. Высокая прочность, полученная за счет легирования, сопровождается низкой технологической пластичностью этих сплавов, что вызывает ряд трудностей в промышленном производстве.
Для повышения прочности, жаропрочности и технологической пластичности титановых сплавов типа α в качестве легирующих элементов наряду с α-стабилизаторами применяются элементы, стабилизирующие β-фазу.
Элементы из группы β-стабилизаторов упрочняют титан, образуя α- и β-твердые растворы.
В зависимости от содержания указанных элементов можно получить сплавы с α+β- и β-структурой.
Таким образом, по структуре титановые сплавы условно делятся на три группы: сплавы с α-, (α+β)- и β-структурой.
В структуре каждой группы могут присутствовать интерметаллидные фазы.
Преимущество двухфазных (α+β)-сплавов — способность упрочняться термической обработкой (закалкой и старением), что позволяет получить существенный выигрыш в прочности и жаропрочности.
Титан ВТ1-0
Титан ВТ1-0 является одной из самых востребованных марок на Российском рынке металлопроката. Из него изготавливают практически все: трубы, листы, прутки, квадрат и другие изделия. Все благодаря своим физическим и химическим свойствам. Он легкий, прочный, отлично переносит нахождение в агрессивных средах и не магнитится, имеет красивый внешний вид. Практически идеальный металл, помогающий решать множество задач в народном хозяйстве и оборонной промышленности!
Цветовая маркировка: некоторые виды металлопроката маркируются краской для большей наглядности. В случае с маркой 1-0, ее цветом является «белый». Например, вы можете встретить прутки, торцы которых выкрашены белой краской. Это значит, что они изготовлены из данной марки. Учтите, что не все виды металлопроката имеют цветовую маркировку.
Химический Состав
Титан марки ВТ1-0 называется техническим и не имеет в своем составе легирующих элементов. Массовая доля самого титана довольно высока и составляет порядка 99,2 — 99,7%. Остальное приходится на железо, углерод, кремний, кислород и водород.
Документом, который устанавливает допустимое соотношение металла и примесей в нем является ГОСТ 19807-91 Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки. Он устанавливает химический состав металла для практически всех изделий проката. В нем указано, что марка ВТ1-0 должна содержать не более 0.1% кремния и 0.25% железа. Допускается не более 0.7% алюминия.
В сравнении с ВТ1-00, марка имеет более высокое количество примесей. То есть, марка ВТ1-00 является самой чистой из всех возможных. Вт1-0 следует сразу после нее.
Механические свойства
| Сортамент | Размер, мм. | Предел кратковременной прочности, Мпа | Относительное удлинение при разрыве, % | Относительное сужение, % | Ударная вязкость, кДж / м2 | Термообработка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Лист, ГОСТ 22178-76 | 375 | 20-30 | ||||
| Трубы, ГОСТ 24890-81 |
Титан и титановые сплавы деформируемые (по ГОСТ 19807-91)
Стандарт устанавливает марки гитана и титановых сплавов деформируемых, предназначенных для изготовления полуфабрикатов, а также слитков.
В табл. 118 приведены свойства сплавов в отожженном состоянии при температуре 20 °С.
118. Свойства некоторых титановых сплавов
| Свойства | ВТ1-0 | ВТ 1-00 | ВТЗ-1 | ВТ5 |
Плотность, г/см3………………………………………………………………. | 4,52 | 4,52 | 4,50 | 4,40 |
Временное сопротивление Стд, МПа …………………………………. | 390 — 540 | 200 — 390 | 930 -1180 | 690 — 930 |
Предел прочности при срезе, МПа……………………………………… | 650 | 650 | ||
Предел, МПа: | ||||
| выносливости ………………………………………………… | 470 | 440 | ||
| пропорциональности ……………………………………… | 690 — 830 | 490 — 780 | ||
| текучести ……………………………………………………… | 340 | 240 | 830 — 1080 | 590 — 830 |
Твердость НВ……………………………………………………………………. | 130 — 180 | 130 — 190 | 260 — 340 | 269 |
Относительное удлинение, % …………………………………………… | 20 | 25 | 10 — 16 | 10 — 15 |
Относительное сужение, % ………………………………………………. | 25 — 40 | 30 — 45 | ||
Ударная вязкость, кДж/м2………………………………………………….. | 300 — 600 | 300 — 600 | ||
Модуль упругости, МПа……………………………………………………… | 115 000 | 105 000 | ||
Модуль сдвига, МПа…………………………………………………………… | 43 000 | 42 500 | ||
Коэффициент Пуассона ……………………………………………………. | 0,3 | 0,3 | ||
Коэффициент линейного расширения, 1/°С ………………………. | — | — | 8,6·10-6 | |
Теплопроводность, Вт / (м — К)…………………………………………… | 7,98 | 7,56 | ||
119. Некоторые марки и химический состав титановых сплавов*, % (по ГОСТ 19807-91)
| Марка титана или титанового сплава | Алюминий | Марганец | Молибден | Ванадий | Цирконий | Хром | Кремний | Железо | Примеси, не более |
ВТ1-00 | До 0,30 | — | — | — | — | — | 0,08 | 0,15 | 0,298 |
ВТ1-0 | До 0,70 | — | — | — | — | — | 0,10 | 0,25 | 0,640 |
ОТ4-0 | 0,4 — 1,4 | 0,5 — 1,3 | — | — | 0,30 | — | 0,12 | 0,30 | 0,567 |
ОТ4-1 | 1,5 — 2,5 | 0,7 — 2,0 | — | — | 0,30 | — | 0,12 | 0,30 | 0,567 |
ОТ4 | 3,5 — 5,0 | 0,8 — 2,0 | — | — | 0,30 | — | 0,12 | 0,30 | 0,567 |
ВТ5 | 4,5 — 6,2 | — | 0,8 | 1,2 | 0,30 | — | 0,12 | 0,30 | 0,665 |
ВТ5-1** | 4,3 — 6,0 | — | — | 1,0 | 0,30 | — | 0,12 | 0,30 | 0,615 |
ВТ6 | 5,3 — 6,8 | — | — | 3,5 — 5,3 | 0,30 | — | 0,10 | 0,60 | 0,665 |
ВТЗ-1 | 5,5 — 7,0 | — | 2,0 — 3,0 | — | 0,50 | 0,8-2,0 | 0,15-0,40 | 0,2-0,7 | 0,570 |
ВТ9 | 5,8 — 7,0 | — | 2,8 — 3,8 | — | 1,0 — 2,0 | — | 0,20-0,35 | 0,25 | 0,570 |
ВТ14 | 3.5 — 6.3 | — | 2,5 — 3,8 | 0,9 — 1.9 | 0,30 | — | 0,15 | 0,25 | 0,570 |
ВТ20 | 5,5 — 7,0 | — | 0,5 — 2,0 | 0,8 — 2,5 | 1,5 — 2,5 | — | 0,15 | 0,25 | 0,570 |
ВТ22 | 4,4 — 5,9 | — | 4,0 — 5,5 | 4,0 — 5,5 | 0,30 | 0, -2,0 | 0,15 | 0,5 -1,5 | 0,600 |
ПТ-7М | 1,8 — 2,5 | — | — | — | 2,0 — 3,0 | — | 0,12 | 0,25 | 0,596 |
ПТ-3В | 3,5 — 5,0 | — | — | 1,2 — 2,5 | 0,30 | — | 0,12 | 0,25 | 0,596 |
АТ3 | 2,0 — 3,5 | — | — | — | — | 0,2-0,5 | 0,2 — 0,4 | 0,2-0,5 | 0,608 |
* Титан — основа. | |||||||||
Примечания: 2. В сплаве ВТЗ-1, применяемом дпя штамповок лопаток и лопаточной заготовки, содержание алюминия должно быть не более 6,8 %. | |||||||||
ПРУТКИ КАТАНЫЕ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ (по ГОСТ 26492-85 в ред. 1991 г.)
Прутки поставляют в горячекатаном состоянии без термической обработки. Допускается изготовление прутков волочением.
Механические свойства прутков при нормальной температуре обычного качества, определяемые на образцах, вырезанных в долевом направлении волокна, приведены в табл. 120.
Механические свойства прутков при повышенной температуре, определяемые на отожженных образцах, вырезанных в долевом направлении волокна, указаны в табл. 122.
Указанные в табл. 120 пределы диаметров брать из ряда: 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 30; 32; 35; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 110; 120; 130; 140; 150 мм.
По длине прутки поставляют:
а) немерной длины от 0,5 до 4 м для диаметров от 10 до 18 мм и длиной от 1 до 6 м для диаметров от 0,5 до 60 мм;
б) мерной и кратной длины в пределах немерной.
Допускается поставка прутков диаметром от 10 до 30 мм связанными в прутки. В этом случае конец каждого прутка окрашивают в цвет, приведенный в табл. 121.
120. Механические свойства прутков при нормальной температуре
| Марка сплава | Состояние испытуемых образцов | Диаметр прутка, мм | Временное сопротивление σB, МПа | Относительное удлинение δ, % | Относительное сужение Ψ, % | Ударная вязкость, KSU, Дж/см2 |
| не менее | ||||||
| ВТ1-00 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 295 295 265 | 20 | 0 50 40 | — 100 60 |
| ВТ1-0 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 345 | 15 | 40 40 36 | — 70 50 |
| ВТ1-2 | Отожженные | От 65 до 150 вкл. | 590 — 930 | 8 | 17 | 25 |
| 014-0 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 440 | 15 15 13 | 35 35 30 | — 50 40 |
| ОТ4-1 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 540 | 12 12 10 | 30 30 21 | — 45 40 |
| ОТ4 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 685 685 635 | 8 | 25 25 20 | — 40 35 |
| ВТ5 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 735 735 685 | 8 8 6 | 20 20 15 | — 30 30 |
| В 15-1 | Отожженные | От 10 до 12 вкл. Св. 12 » 100 вкл. » 100 » 150 вкл. | 785 785 745 | 8 8 6 | 20 20 15 | — 40 40 |
121. Марки сплава и цвета маркировки прутков
| Марка сплава | Цвет маркировки | Марка сплава | Цвет маркировки |
| ВТ1-00 | Белый + черный | ВТЗ-1 | Красный |
| В Г 1-0 | Белый | ВТ9 | Голубой |
| ОТ4 | Зеленый | ВТ5-1 | Желтый |
| ОТ4-0 | Зеленый + белый | ВТ6 | Коричневый + синий |
| ОТ4-1 | Зеленый + черный | ВТ5 | Коричневый + белый |
| ВТ20 | Черный + желтый | ВТ22 | Коричневый + зеленый |
| Bl 14 | Черный + красный |
122. Механические свойства прутков при повышенной температуре
| Марка сплава | Температура испытания, °С | Временное сопротивление σB, МПа | Длительная прочность (напряжение), МПа |
| ВТЗ-1 | 400 450 | 690 640 | 690 570 |
| ВТ9 | 500 | 690 | 590 |
| ВТ20 | 350 500 | 690 570 | 670 470 |
ЛИСТЫ ИЗ ТИТАНА И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ (по ГОСТ 22178-76 в ред. 1990 г.)
Листы изготовляют из титана марок ВТ1-00, ВТ1-0 и титановых сплавов марок ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5-1, ВТ6.
Листы подразделяют:
а) по качеству отделки поверхности:
высокой отделки — В, повышенной отделки — П, обычной отделки — без дополнительного обозначения;
б) по отклонению от плоскостности:
улучшенной плоскостности — У, нормальной плоскостности — без дополнительного обозначения.
Листы из титана и титановых сплавов марок ВТ1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1 и ОТ4 толщиной до 1,8 мм поставляются мерной длины с интервалом 50 мм в пределах длин, предусмотренных табл. 123.
Листы из титана и титановых сплавов марок ВТ1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1 и ОТ4 толщиной от 2,0 до 10,5 мм поставляются мерной длины с интервалом 100 мм в пределах длин, предусмотренных табл. 123.
В табл. 124 теоретическая масса 1 м2 листа из титана марок ВТ1-0 и ВТ1-00 вычислена по номинальной толщине листа при плотности 4,5 г/см3. Для вычисления приближенной теоретической массы листов из титана и титановых сплавов других марок следует пользоваться следующими переводными коэффициентами: 1,011 — для сплавов марок ОТ4 и ОТ4-1; 1,004 — для сплава марки ВТ14; 1,002 — для ОТ4-0; 0,989 — для ВТ6 и ВТ20; 0,983 — для ВТ5-1.
123. Размеры листов в зависимости от марки титана или титанового сплава, мм
| Марка | Толщина | Ширина | Длина |
| ВТ1-00, ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1 | От 0,3 до 0,4 Св. 0,4 » 1,2 От 0,8 » 1,8 » 1,8 » 5,0 » 5,0 » 7,0 » 7,0 » 10,5 | 400, 500 и 600 600 600. 700 и 800 600, 700, 800, 1000 и 1200 600, 700, 800, 1000 и 1200 600, 700, 800, 1000 и 1200 | От 1250 до 2000 » 1250 » 2000 » 1500 » 2000 » 1500 » 2000 » 1500 » 4000 » 1500 » 3000 |
| ОТ4 | От 0,5 до 0,8 Св. 0,8 » 1,8 » 1,8 » 5,0 » 5,0 » 7,0 » 7,0 » 10,5 | 600 600, 700, 800 600, 700, 800, 1000 и 1200 600, 700, 800, 1000 и 1200 600, 700, 800, 1000 и 1200 | От 1500 » 2000 » 1500 » 2000 » 1500 » 5000 » 1500 » 4000 » 1500 » 3000 |
| ВТ5-1 | От 0,8 до 1,5 | 600 | 1500 и 2000 |
| ВТ20 | Св. 1,5 » 10,5 | 600, 700, 800 | |
| ВТ6 | От 1,0 до 1,8 Св. 1,8 » 4,5 » 4,5 » 10,5 | 600 600, 700, 800 600, 700, 800, 1000 | 1500 и 2000 |
| В 114 | От 0,8 до 1,8 Св. 1,8 » 4,5 » 4,5 » 10,5 | 600 600, 700, 800 600, 700, 800, 1000 | 1500 и 2000 |
124. Теоретическая масса 1 м2 листа
| Толщина листа, мм | Масса 1м2 листа, кг | Толщина листа, мм | Масса 1м2 листа, кг | Толщина листа, мм | Масса 1м2 листа, кг | Толщина листа, мм | Масса 1м2 листа, кг |
| 0,3 | 1,35 | 1,5 | 6,75 | 4,0 | 18,00 | 7,5 | 33,75 |
| 0,4 | 1,80 | 1,8 | 8,10 | 4,5 | 20,25 | 8,0 | 36,00 |
| 0,5 | 2,25 | 2,0 | 9,00 | 5,0 | 22,50 | 8,5 | 38,25 |
| 0,6 | 2,70 | 2,2 | 9,90 | 5,5 | 24,75 | 9,0 | 40,50 |
| 0,7 | 3,15 | 2,5 | 11,25 | 6,0 | 27,00 | 9,5 | 42,75 |
| 0,8 | З,60 | 3,0 | 13,50 | 6,5 | 29,25 | 10,0 | 45,50 |
| 1,0 | 4,50 | 3,5 | 15,75 | 7,0 | 31,50 | 10,5 | 47,25 |
| 1,2 | 5,40 |
Пример обозначения листа из титанового сплава марки 014, толщиной 5.0 мм, шириной 1000 мм и длиной 1500 мм высокой отделки поверхности (В):
Лист ОТ4 5 х 1000 v 1500 ГОСТ 22178-76. В
Химический состав листов — по ГОСТ 19807-91. Листы поставляют после отжига. проглаживания и правки.
Механические свойства листов при растяжении, определяемые на образцах, вырезанных из листов в направлении поперек прокатки, и состояние испытуемых образцов приведены в табл. 125.
125. Механические свойства листов повышенной и обычной отделки поверхности
| Марка титана и титанового сплава | Состояние испытуемых образцов | Толщина листа, мм | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % |
| не менее | ||||
| BIT-00 | В состоянии поставки
| От 0,3 до 1,8 Св. 1,8 » 6,0 » 6,0 » 10,5 | 295 | 30 25 20 |
| ВТ1-0 | От 0,3 до 0,4 Св. 0,4 » 1,8 » 1,8″ 6,0 » 6,0 » 10,5 | 375 | 25 30 25 20 | |
| ОТ4-0 | От 0,3 до 0,4 Св. 0,4 » 1,8 » 1,8 » 6,0 » 6,0 » 10,5 | 470 | 25 30 25 20 | |
| ОТ4-1 | От 0,3 до 0,7 Св. 0,7 » 1,8 » 1,8 » 6,0 » 6,0 » 10,5 | 590 | 25 20 15 13 | |
| ОТ4 | От 0,5 до 1,0 Св. 1,0 » 1,8 » 1,8 «6,0 » 6,0 » 10,5 | 685 | 20 15 12 10 | |
| ВТ5-1 | От 0,8 до 1,2 Св. 1,2 » 1,8 » 1,8 «6,0 » 6,0 » 10,5 | 735 | 15 12 10 8 | |
| ВТ6 | Закаленные и искусственно состаренные | От 1,0 до 10,5 | 885 | 8 |
| В Т 14 | Отожженные | От 0,8 до 5,0 Св. 5,0 » 10,5 | 885 835 | 8 8 |
| Закаленные и искусственно состаренные | От 0,8 до 1,5 Св. 1,5 » 5,0 » 5,0 » 7,0 » 7,0 » 10,5 | 1080 1180 1080 1100 | 5 6 4 4 | |
| ВТ20 | Отожженные | От 0,8 до 1,8 Св. 1,8 » 4,0 » 4,0 » 10,5 | 930 | 12 10 8 |
Г ОСТ предусматривает механические свойства листов высокой отделки поверхности. | ||||
ПЛИТЫ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
Размеры плит из сплавов ВТ1-00. ВТ1-0, ОГ4-0. ОГ4-1 и ОТ4 приведены в табл. 126.
Размеры плит из титановых сплавов ВТ6с, ВТ15-1, ВТ14, ВТ6 приведены в табл. 127.
Плиты поставляют в горячекатаном состоянии с нетравленой поверхностью. По требованию потребителя плиты поставляют с травленой поверхностью.
Плиты из сплава BT5-I толщиной до 20 мм и длиной до 2600 мм изготовляют с обработкой поверхности абразивом и последующим травлением, а толщиной более 20 мм и длиной более 2600 мм — нетравлеными и без абразивной обработки.
Механические свойства плит, определяемые на образцах, вырезанных поперек прокатки, приведены в табл. 128.
126. Размеры плит из титановых сплавов, мм
| Марка сплава | Толщина плит | Максимальная длина плит при ширине | ||||
| 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 | 1300 | 1400 | 1500 | 1600 | ||
| ВТ1-0, ВТ1-00, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4 | 12 — 28 29 — 32 33 — 35 36 — 38 39 — 40 41 — 42 43 — 45 46 — 48 49 — 50 51 — 52 53 — 55 56 — 58 59 — 60 | 7000 7000 6500 6000 5500 5500 5000 4500 4500 4500 4000 3500 3500 | 7000 6500 6000 5500 5000 5000 4500 4000 4000 4000 3500 3500 3000 | 7000 6000 5500 5000 4500 4500 4000 4000 3500 3500 3000 3000 3000 | 6500 5500 5000 4500 4500 4000 4000 3500 3500 3000 3000 2500 2500 | 6000 5500 5000 4500 4000 4000 3500 3500 3000 3000 2500 2500 2500 |
127. Размеры плит из некоторых титановых сплавов, мм
| Марка сплава | Толщина плит | Максимальная длина плит при ширине | ||||
| 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | ||
| ВТ5-1, ВТ14, ВТ6 ВТ6с | 12 — 18 19 — 20 21 — 25 26 — 30 31 — 35 36 — 40 41 — 45 46 — 50 51 — 55 56 — 60 | 5500 5500 5500 5000 4000 4000 3000 3000 2800 2700 | 5500 5500 5500 4500 3500 3000 3000 2500 2500 2200 | 5500 5500 5000 4000 3000 3000 2500 2500 2000 2000 | 5500 5500 4500 3500 3000 2500 2000 2000 2000 1500 | 5500 4500 3800 3000 2500 2200 1900 1500 1300 1200 |
Примечания: | ||||||
128. Механические свойства плит, определяемые на образцах, вырезанных поперек прокатки
| Марка сплава | Состояние испытуемых образцов | Толщина, мм | Временное сопротивление разрыву, МПа | Относительное удлинение, % | Поперечное сужение, % |
| не менее | |||||
| ВТ 1-00 | В состоянии поставки | 12 — 60 | 290 — 440 | 14 | 30 |
| ВТ10 | 12 — 35 | 390 — 540 | 13 | 27 | |
| 36 — 70 | |||||
| ОТ4-0 | 12 — 20 | 490 — 640 | 12 | 24 | |
| 21 — 60 | 11 | ||||
| 014-1 | 12 — 20 | 590 — 740 | 10 | 21 | |
| 21 — 60 | 9 | ||||
| ОГ4 | 12 — 20 | 670 — 880 | 8 | 20 | |
| 21 — 60 | 7 | ||||
| ВТ5-1 | 12 — 20 | 740 — 930 | 6 | 16 | |
| 21 — 60 | 5 | ||||
| ВТ 14 | Отожженные | 12 — 60 | 830 — 1300 | 7 | 25 |
| Закаленные и состаренные | Не менее 1080 | 4 | 10 | ||
| ВТ6* | Отожженные | 12 — 60 | 880 — 1080 | 6 | 16 |
* Ударная вязкость не менее 30 кДж / м2. | |||||
Титан и титановые сплавы :: Ключ к статьям о МЕТАЛЛАХ
С момента появления титана и титановых сплавов в начале 1950-х годов эти материалы за относительно короткое время стали основой материалы для авиакосмической, энергетической и химической промышленности.
Сочетание высокого соотношения прочности и веса, отличных механических характеристик свойства и коррозионная стойкость делают титан лучшим материалом выбор для многих важных приложений.Сегодня используются титановые сплавы. для требовательных приложений, таких как статическая и вращающаяся газовая турбина компоненты двигателя. Некоторые из наиболее критических и напряженных Из этих сплавов изготавливают детали планеров гражданского и военного назначения.
Использование титана расширилось за последние годы и теперь включает приложения на атомных электростанциях, предприятиях пищевой промышленности, нефтеперерабатывающем заводе обменники, судовые компоненты и медицинские протезы.
Высокая стоимость компонентов из титанового сплава может ограничивать их использование до приложения, для которых более дешевые сплавы, такие как алюминий и нержавеющие стали.Относительно высокая стоимость часто является результатом внутренняя стоимость металла, затраты на изготовление и затраты на удаление металла, связанные с получением желаемой окончательной формы.
Эти технологии создания формы сетки из титана включают порошковую металлургию (P / M), сверхпластическая формовка (SPF), прецизионная ковка и прецизионное литье. Прецизионное литье на сегодняшний день является наиболее развитым и широко распространенным использована титановая технология формы сетки. Годовая отгрузка титана количество отливок в США увеличилось на 260% с 1979 по 1989 год.
Поскольку производители авиационных двигателей стремятся использовать литой титан в более высоких
рабочие температуры, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo и
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo
уточняются чаще. Другие усовершенствованные высокотемпературные
титановые сплавы для работы при температурах до 595 o C, такие как Ti-1100 и IMI-834
разрабатываются как отливки. Упомянутые выше сплавы демонстрируют
такая же степень превосходства над повышенными температурами, как и их
кованые аналоги по сравнению с более часто используемым
Ti-6Al-4V.
Деформируемые изделия формируются из титана и сплавов на его основе, которые включают поковки и типичные прокатные изделия, составляют более 70% рынок титана и производства титановых сплавов. Кованые продукты являются наиболее доступной формой продуктов на основе титана материалы, хотя продукты литья и порошковой металлургии (P / M) также доступно для приложений, требующих сложных форм или использование методов P / M для получения микроструктуры недостижимо с помощью традиционной металлургии слитков.
Порошковая металлургия титана не получила широкого распространения и находится в ограничено космическими и ракетными приложениями. Основные причины использование продуктов на основе титана обеспечивает его исключительную коррозионную стойкость титана и его полезного сочетания низкой плотности (4,5 г / см 3 ) и высокая сила. Прочность варьируется от 480 МПа для некоторых марок технический титан до примерно 1100 МПа для конструкционного титанового сплава изделия и более 1725 МПа для специальных форм, таких как проволока и пружины.
Другой важной характеристикой материалов на основе титана является обратимое преобразование кристаллической структуры из альфа (а, гексагональная плотноупакованная) структура в бета (b, объемно-центрированная кубическая) структура когда температура превышает определенный уровень. Это аллотропное поведение, который зависит от типа и количества сплава, позволяет сложные вариации микроструктуры и более разнообразное упрочнение возможности, чем у других цветных сплавов, таких как медь или алюминий.
Изделия из чистого титана с минимальным содержанием титана от 98,635 до 99,5 мас.%, используются в основном для коррозии сопротивление. Изделия из титана также подходят для изготовления, но имеют относительно невысокая прочность в эксплуатации.
Титан имеет следующие преимущества:
- Хорошая прочность
- Устойчивость к эрозии и эрозии-коррозии
- Очень тонкая проводящая оксидная поверхностная пленка
- Твердая, гладкая поверхность, ограничивающая прилипание посторонних материалов
- Поверхность способствует капельной конденсации
Титан-палладиевые сплавы с номинальным содержанием палладия около 0,2% Pd используются там, где требуется отличная коррозионная стойкость. в химической обработке или хранении, где окружающая среда умеренно восстанавливает или колеблется между окислением и восстановлением.
Сплав Ti-0,3Mo-0,8Ni (UNS R533400, или класс 12 ASTM) имеет применение аналогичен нелегированному титану, но имеет лучшую прочность и устойчивость к коррозии.Однако коррозионная стойкость этого сплава не так хорош, как титан-палладиевые сплавы. Сплав марки ASTM 12 особенно устойчив к щелевой коррозии в горячих рассолах.
Титановые сплавы из различных титановых сплавов. Потому что аллотропное поведение титана допускает разнообразные изменения микроструктуры за счет вариаций в термомеханической обработке, широкий спектр свойств и заявки могут быть поданы с минимальным количеством оценок.Особенно это касается сплавов с двухфазным кристаллом a + b. состав.
Наиболее широко используемым титановым сплавом является альфа-бета-сплав Ti-6Al-4V. Этот сплав хорошо изучен и также очень терпим к изменениям. в производственных процессах, несмотря на относительно низкую комнатную температуру формовочные и формовочные характеристики по сравнению со сталью и алюминием. Сплав Ti-6Al-4V, который имеет ограниченную прокаливаемость по размеру сечения, наиболее обычно используется в отожженном состоянии.
Другие титановые сплавы предназначены для конкретного применения. области. Например:
- Сплавы Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (обычно называемые Ti-17) и Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo для высокой прочности в тяжелых секциях при повышенных температуры.
- Сплавы Ti-6242S, IMI 829 и Ti-6242 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo) для ползучести. сопротивление
- Сплавы Ti-6Al-2Nb-ITa-Imo и Ti-6Al-4V-Eli созданы. как для сопротивления коррозии под напряжением в водных растворах солей, так и для высокая вязкость разрушения
- Сплав Ti-5Al-2,5Sn рассчитан на свариваемость, а Eli марка широко используется в криогенных применениях
- Сплавы Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-4V и Ti-10V-2Fe-3Al для высоких прочность при низких и умеренных температурах.
Сварка имеет наибольший потенциал влияния на свойства материала. Во всех типах сварных швов загрязнение межузельными примесями, такими как поскольку кислород и азот должны быть сведены к минимуму для поддержания полезной пластичности в сварной конструкции. Состав сплава, процедура сварки и последующие термическая обработка очень важна для определения конечных свойств сварных соединений.
Некоторые общие принципы можно резюмировать следующим образом:
- Сварка обычно увеличивает прочность и твердость
- Сварка обычно снижает пластичность при растяжении и изгибе
- Сварные швы из нелегированного титана 1, 2 и 3 марок не подлежат требуют послесварочной обработки, если только материал не будет сильно нагружены в сильно восстановительной атмосфере
- Сварка альфа-бета-сплавов с более высоким содержанием бета, таких как Ti-6Al-6V-2Sn имеют высокую вероятность разрушения при незначительной пластической деформации или без нее.
- Для снижения остаточных напряжений, возникающих при изготовлении
- Для получения оптимального сочетания пластичности, обрабатываемости, и размерная и структурная стабильность (отжиг)
- Для повышения прочности (обработка раствора и старение)
- Для оптимизации специальных свойств, таких как вязкость разрушения, усталостная прочность и предел ползучести при высоких температурах.
Список статей — База знаний
Alpha Titanium Alloys / Деловые услуги
Прочая продукция поставщиков
Все товары поставщикаТе же продукты
Поставщик и производитель титанового металла в Индии
- Дом
- О НАС
- Материалы
- Нержавеющая сталь
- 304 Нержавеющая сталь
- 304L Нержавеющая сталь
- 304H Нержавеющая сталь
- 310 / с Нержавеющая сталь
- 310H Нержавеющая сталь
- Нержавеющая сталь 316
- Нержавеющая сталь 316L
- Нержавеющая сталь 316Ti
- 317L Нержавеющая сталь
- 347 Нержавеющая сталь
- 347H Нержавеющая сталь
- 410 Нержавеющая сталь
- 446 Нержавеющая сталь
- легированная сталь
- Труба из легированной стали
- Труба из легированной стали
- Труба ASTM A335
- Трубки SA213
- Углеродистая сталь
- Труба из углеродистой стали
- Труба ASTM A53, класс B
- Труба ASTM A106, класс B
- Труба ASTM A333 Grade 6
- Труба ASTM A671
- Труба ASTM A672
- Инконель
- Инконель 600
- Труба из инконеля 600
- Инконель 600 трубка
- Трубка Inconel 600
- Инконель 601
- Труба из инконеля 601
- Инконель 601 трубка
- Инконель 601 трубка
- Инконель 625
- Труба из инконеля 625
- Инконель 625 трубка
- Inconel 625 трубки
- Инконель 718
- Труба из инконеля 718
- Инконель 718 трубка
- Inconel 718 трубки
- Инконель Х-750
- Труба Inconel X-750
- Трубка Inconel X-750
- Трубка Inconel X-750
- Инконель 600
- Инколой
- Инколой 800H / HT
- Инколой 825
- Инколой 925
- Сплав 330
- Монель
- Монель 400
- Монель К500
- Хастеллой
- Хастеллой B / B2 / B3
- Хастеллой C22
- Хастеллой C276
- Хастеллой C2000
- Хастеллой Х
- Никелевый сплав
- Никелевый сплав 200
- Никелевый сплав 201
- Титан
- Медь
- Медный никель
- Медный никель 90/10
- Медно-никель 70/30
- Нимоник
- нимоник 75
- нимоник 81
- нимоник 86
- Нимоник 80 / 80А
- нимоник 90
- Нимоник 105
- нимоник 115
- Нержавеющая сталь
определение титанового сплава и синонимы титанового сплава (английский)
Титановые сплавы — это металлы, которые содержат смесь титана и других химических элементов.Такие сплавы обладают очень высокой прочностью на разрыв и ударной вязкостью (даже при экстремальных температурах). Они легкие, обладают исключительной коррозионной стойкостью и способны выдерживать экстремальные температуры. Однако высокая стоимость как сырья, так и обработки ограничивает их использование в военных целях, самолетах, космических кораблях, медицинских устройствах, шатунах на дорогих спортивных автомобилях и некотором спортивном оборудовании премиум-класса и бытовой электронике. Производители автомобилей Porsche и Ferrari также используют титановые сплавы в компонентах двигателей из-за их долговечных свойств в этих высоконагруженных средах двигателя.
Хотя «коммерчески чистый» титан имеет приемлемые механические свойства и использовался для ортопедических и дентальных имплантатов, для большинства применений титан легирован небольшими количествами алюминия и ванадия, обычно 6% и 4% соответственно по весу. Эта смесь имеет растворимость в твердом веществе, которая резко меняется с температурой, что позволяет ей претерпевать осаждение. Этот процесс термообработки выполняется после того, как сплаву придана его окончательная форма, но до того, как он будет использован, что значительно упрощает изготовление высокопрочного продукта.
Температура перехода
Кристаллическая структура титана при температуре и давлении окружающей среды представляет собой плотноупакованную гексагональную α-фазу с отношением c / a 1,587. При температуре около 890 ° C титан подвергается аллотропному превращению в объемно-центрированную кубическую β-фазу, которая остается стабильной до температуры плавления.
Некоторые легирующие элементы повышают температуру перехода из альфа в бета [1] (, т.е. альфа-стабилизаторы), в то время как другие понижают температуру перехода ( i.е., бета-стабилизаторов). Алюминий, галлий, германий, углерод, кислород и азот являются альфа-стабилизаторами. Бета-стабилизаторами являются молибден, ванадий, тантал, ниобий, марганец, железо, хром, кобальт, никель, медь и кремний. [2]
Категории
Титановые сплавы обычно подразделяются на четыре основные категории: [3]
- Альфа-сплавы, содержащие только нейтральные легирующие элементы (например, олово) и / или альфа-стабилизаторы (например, алюминий или кислород).Они не подлежат термической обработке.
- Сплавы, близкие к альфа, содержат небольшое количество пластичной бета-фазы. Помимо стабилизаторов альфа-фазы, сплавы, близкие к альфа-фазам, легированы 1-2% стабилизаторов бета-фазы, таких как молибден, кремний или ванадий.
- Альфа- и бета-сплавы, которые являются метастабильными и обычно включают некоторую комбинацию как альфа-, так и бета-стабилизаторов, и которые можно подвергать термообработке. Бета-сплавы
- , которые являются метастабильными и содержат достаточно бета-стабилизаторов (таких как молибден, кремний и ванадий), чтобы они могли поддерживать бета-фазу при закалке, и которые также можно обрабатывать на твердый раствор и выдерживать для повышения прочности…
Недвижимость
Как правило, титан в альфа-фазе прочнее, но менее пластичен, а титан в бета-фазе более пластичен. Титан с альфа-бета-фазой имеет промежуточные механические свойства.
Диоксид титана растворяется в металле при высоких температурах, и его образование очень энергично. Эти два фактора означают, что весь титан, за исключением наиболее тщательно очищенного, имеет значительное количество растворенного кислорода и поэтому может считаться сплавом Ti-O.Оксидные выделения обладают некоторой прочностью (как обсуждалось выше), но не очень чувствительны к термической обработке и могут существенно снизить ударную вязкость сплава.
Многие сплавы также содержат титан в качестве незначительной добавки, но поскольку сплавы обычно классифицируются в зависимости от того, какой элемент составляет большую часть материала, они обычно не считаются «титановыми сплавами» как таковые. См. Подраздел, посвященный применению титана.
Титан — прочный и легкий металл.Он прочнее стали, но на 45% легче. Он также вдвое прочнее алюминия, но только на 60% тяжелее. Титан не подвержен коррозии в морской воде, поэтому он используется в гребных валах, такелажном снаряжении и других частях лодок, которые подвергаются воздействию морской воды. Титан и его сплавы используются в самолетах, ракетах и ракетах, где важны прочность, малый вес и устойчивость к высоким температурам. Кроме того, поскольку титан не вступает в реакцию в организме человека, он и его сплавы используются для создания искусственных бедер, штифтов для установки костей и других биологических имплантатов.См. Титан # Ортопедические_имплантаты.
Марки
ASTM определяет ряд стандартов сплавов с помощью схемы нумерации [4] для удобства.
- Сорт 1-4 являются нелегированными и считаются коммерчески чистыми или «CP». Обычно предел прочности на растяжение и предел текучести увеличивается с номером для этих «чистых» марок. Различие в их физических свойствах в первую очередь связано с количеством межузельных элементов. Они используются для обеспечения устойчивости к коррозии, когда важны стоимость и простота изготовления и сварки.
- Марка 5 , также известная как Ti6Al4V , Ti-6Al-4V или Ti 6-4 , является наиболее часто используемым сплавом. Он имеет химический состав: 6% алюминия, 4% ванадия, 0,25% (максимум) железа, 0,2% (максимум) кислорода и остальное титан. [5] Он значительно прочнее, чем технически чистый титан, но при этом имеет такую же жесткость и термические свойства (за исключением теплопроводности, которая примерно на 60% ниже у Ti Grade 5, чем у CP Ti). [6] Среди множества преимуществ, он поддается термической обработке. Этот сорт представляет собой отличное сочетание прочности, коррозионной стойкости, свариваемости и технологичности. Следовательно, он широко используется в аэрокосмической, медицинской, морской и химической промышленности. [7] Например, шатуны двигателя внутреннего сгорания и хирургические имплантаты. [5] Обычно используется при температурах до 400 градусов Цельсия.
- Он имеет плотность примерно 4420 кг / м 3 , модуль Юнга 110 ГПа и предел прочности при растяжении 1000 МПа. [8] Для сравнения, отожженная нержавеющая сталь типа 316 имеет плотность 8000 кг / м 3 , модуль 193 ГПа и предел прочности на разрыв всего 570 МПа. [9] И закаленный алюминиевый сплав 6061 имеет 2700 кг / м 3 , 69 ГПа и 310 МПа соответственно. [10]
- Марка 6 содержит 5% алюминия и 2,5% олова. Он также известен как Ti-5Al-2.5Sn. Этот сплав используется в планерах и реактивных двигателях благодаря хорошей свариваемости, стабильности и прочности при повышенных температурах. [ необходима ссылка ]
- Марка 7 содержит от 0,12 до 0,25% палладия. Этот сорт аналогичен сорт 2. Небольшое количество добавленного палладия придает ему повышенную стойкость к щелевой коррозии при низких температурах и высоком pH. [11]
- Марка 7H идентична марке 7 с повышенной коррозионной стойкостью. [12]
- Марка 9 содержит 3,0% алюминия и 2,5% ванадия. Эта марка представляет собой компромисс между простотой сварки и производства «чистых» марок и высокой прочностью марки 5.Он обычно используется в трубопроводах для гидравлики самолетов и в спортивном оборудовании.
- Марка 11 содержит от 0,12 до 0,25% палладия. Этот сорт обладает повышенной устойчивостью к коррозии. [13]
- Марка 12 содержит 0,3% молибдена и 0,8% никеля. [14]
- Марки 13 , 14 и 15 содержат 0,5% никеля и 0,05% рутения.
- Марка 16 содержит от 0,04 до 0,08% палладия.Этот сорт обладает повышенной устойчивостью к коррозии.
- Марка 16H содержит от 0,04 до 0,08% палладия.
- Марка 17 содержит от 0,04 до 0,08% палладия. Этот сорт обладает повышенной устойчивостью к коррозии. [ необходима ссылка ]
- Марка 18 содержит 3% алюминия, 2,5% ванадия и 0,04–0,08% палладия. Этот сорт идентичен 9-му по механическим характеристикам. Добавленный палладий придает ему повышенную коррозионную стойкость. [ необходима ссылка ]
- Марка 19 содержит 3% алюминия, 8% ванадия, 6% хрома, 4% циркония и 4% молибдена.
- Марка 20 содержит 3% алюминия, 8% ванадия, 6% хрома, 4% циркония, 4% молибдена и от 0,04% до 0,08% палладия.
- Марка 21 содержит 15% молибдена, 3% алюминия, 2,7% ниобия и 0,25% кремния.
- Марка 23 содержит 6% алюминия, 4% ванадия, 0,13% (максимум) кислорода.Повышенная пластичность и вязкость разрушения с некоторым снижением прочности. [15]
- Марка 24 содержит 6% алюминия, 4% ванадия и от 0,04% до 0,08% палладия.
- Марка 25 содержит 6% алюминия, 4% ванадия, 0,3–0,8% никеля и 0,04–0,08% палладия.
- Марки 26 , 26H и 27 все содержат от 0,08 до 0,14% рутения.
- Марка 28 содержит 3% алюминия, 2.5% ванадия и 0,08-0,14% рутения.
- Марка 29 содержит 6% алюминия, 4% ванадия и 0,08–0,14% рутения.
- Марки 30 и 31 содержат 0,3% кобальта и 0,05% палладия.
- Марка 32 содержит 5% алюминия, 1% олова, 1% циркония, 1% ванадия и 0,8% молибдена.
- Марки 33 и 34 содержат 0,4% никеля, 0,015% палладия, 0,025% рутения и 0,15% хрома. [ необходима ссылка ]
- Класс 35 содержит 4 шт.5% алюминия, 2% молибдена, 1,6% ванадия, 0,5% железа и 0,3% кремния.
- Марка 36 содержит 45% ниобия.
- Марка 37 содержит 1,5% алюминия.
- Марка 38 содержит 4% алюминия, 2,5% ванадия и 1,5% железа. Этот сорт был разработан в 1990-х годах для использования в качестве брони. Железо снижает количество ванадия, необходимого в качестве бета-стабилизатора. Его механические свойства очень похожи на сорт 5, но обладают хорошей обрабатываемостью в холодном состоянии, как с сорт 9. [16]
Список литературы
Справочный лист ASTM [1] [2]
Пассивация титана и медицинских сплавов
Наиболее распространенными спецификациями, используемыми при пассивации титана и медицинских компонентов, являются ASTM F86, ASTM A380 и ASTM A967. Краткое изложение этих спецификаций представлено ниже:Пассивация титана и медицинских сплавов согласно ASTM F86
Очистка
Обезжиривание с использованием органических растворителей для удаления грубых масел и смазок
Горячая щелочная пропитка в соответствии с рекомендациями
Горячая щелочная электроочистка в соответствии с рекомендациями
Ультразвуковая очистка в соответствии с рекомендациями
Можно использовать кислотную очистку, но ее необходимо нейтрализовать перед этапом пассивации
Пассивация
20-45 об.% Азотной кислоты (удельный вес 1.От 1197 до 1,285) при комнатной температуре в течение минимум 30 минут. Для ускоренного процесса можно использовать 20-25 об.% Раствор кислоты, нагретый до 120-140 F, в течение минимум 20 минут (перекрестная ссылка на ASTM A967 и ASTM A380)
Нейтрализация
Используйте процедуру нейтрализации для продуктов, в которых может скапливаться кислая жидкость (например, небольшие глухие отверстия).
Ополаскивание и сушка
Тщательная промывка и сушка водой очень важны. Конкретные методы оставлены на усмотрение компетентной инженерной организации.
Пассивация титана и медицинских сплавов согласно ASTM A967
Пять азотных и лимонных методов перечислены ниже:
Азот 1: 20-25 об.% Азотной кислоты, 2,5 мас.% Дихромата натрия, 120-130 ° F, минимум 20 минут
Азот 2: 20-45 об.% Азотной кислоты, 70-90 ° F, минимум 30 минут
Азот 3: 20- 25 об.% Азотной кислоты, 120-140 ° F, минимум 20 минут
азота 4: 45-55 об.% Азотной кислоты, 120-130 ° F, минимум 30 минут
азота 5: другие комбинации температуры, времени и кислоты с ускорителями или без них, ингибиторы или запатентованные решения, позволяющие производить детали, соответствующие указанным требованиям испытаний.
Лимонная 1: 4-10 масс.% Лимонной кислоты, 140-160 ° F, минимум 4 минуты
Лимонная 2: 4-10 масс.% Лимонной кислоты, 120-140 ° F, минимум 10 минут
Лимонная 3: 4-10 масс.% Лимонной кислоты, 70-120F, минимум 20 минут
Лимонная 4: Другие комбинации температуры, времени и концентрации лимонной кислоты с химикатами или без них для улучшения очистки, ускорителей или ингибиторов, позволяющих производить детали, которые проходят указанные требования испытаний.
Лимонная 5: другие комбинации температуры, времени и концентрации лимонной кислоты с химическими веществами или без них для улучшения очистки, ускорителей или ингибиторов, позволяющих производить детали, которые соответствуют указанным требованиям испытаний.Погружная ванна с контролем pH 1,8-2,2
Предлагаются следующие пять методов тестирования для подтверждения услуг по пассивации:
Практика A — Испытание погружением в воду
Практика B — Испытание на высокую влажность
Практика C — Испытание солевым туманом
Практика D — Испытание на сульфат меди
Практика E — Феррицианид калия-азотная кислота Тест
Таблица рекомендуемых методов пассивации азотной кислотой приведена в Приложении, в котором методы азотной кислоты 1–5 соотносятся с конкретной маркой сплава нержавеющей стали.В спецификации для методов Citric 1–5 такой ссылки нет.
Пассивация титана и медицинских сплавов в соответствии с ASTM A380
ASTM A380 охватывает пассивацию азотной кислотой, а также удаление окалины с компонентов с использованием плавиковой кислоты или комбинаций азотной / плавиковой кислоты. Удаление накипи при пассивации титана или других медицинских компонентов нечасто. В случае необходимости такого удаления накипи APT совместно с производителем разработает протокол, который позволит эффективно удалять накипь с деталей без травления или повреждения сплава.Обычно фтористоводородной кислоты избегают из-за крайних рисков при обращении с ней.
ASTM A380 уникален тем, что он ссылается на внешний вид компонента в рекомендуемой выноске для процесса пассивации. Краткое описание методов пассивации согласно ASTM A380 приведено ниже:
Код F
Материал: серии 200 и 300, серии 400, дисперсионно-твердеющие и мартенситностареющие сплавы с содержанием Cr 16% или более (за исключением сплавов для свободной механической обработки).
Состояние: матовая или неотражающая поверхность
Метод: 20-50 об.% Азота, 120-160 F 10-30 минут или 70-100 F в течение 30-40 минут
Код G
Материал: серии 200 и 300, серии 400, дисперсионно-твердеющие и мартенситностареющие сплавы с содержанием Cr 16% или более (за исключением сплавов для свободной механической обработки).
Состояние: блестящие обработанные или полированные поверхности
Метод: 20-40 об.% Азота, 2-6 мас.% Бихромата натрия, 120-155 ° F 10-30 минут или 70-100 ° F в течение 30-60 минут
Код H
Материал: мартенситностареющие и дисперсионно-твердеющие сплавы серии 400, содержащие менее 16% хрома или высокоуглеродистые прямолинейные хромовые сплавы (за исключением сплавов для свободной механической обработки)
Состояние: матовая или неотражающая отделка
Метод: 20-50 об.% Азота, 110-130F, 20-30 минут или 70-100F, 60 минут
Код I
Материал: мартенситностареющие и дисперсионно-твердеющие сплавы серии 400, содержащие менее 16% хрома или высокоуглеродистые прямолинейные хромовые сплавы (за исключением сплавов для свободной механической обработки)
Состояние: блестящие или полированные поверхности
Метод: 20-25 об.% Азота, 2-6 мас.% Дихромата натрия, 120-130 ° F, 15-30 минут или 70-100 ° F, 30-60 минут
Код J
Материал: легкообрабатываемые сплавы серий 200, 300 и 400
Состояние: блестящие или полированные поверхности
Метод: 20-50 мас.% Азота, 2-6 мас.% Бихромата натрия, 70-120 ° F, 25-40 минут
Код K
Материал: легкообрабатываемые сплавы серий 200, 300 и 400
Состояние: блестящие или полированные поверхности
Метод: 1-2 об.% Азота, 1-5 мас.% Бихромата натрия, 120-140 F, 10 минут
Код L
Материал: легкообрабатываемые сплавы серий 200, 300 и 400
Состояние: блестящие или полированные поверхности
Метод: 12 об.