Принцип титанових сплавів

Титанові сплави - це сплави, що складаються з титану як основи та інших елементів. Титан існує в двох алотропних формах: -титан із щільно-упакованою гексагональною структурою нижче 882 градусів і -титан із об’ємно-кубічною структурою вище 882 градусів.

Залежно від впливу на температуру фазового перетворення легуючі елементи можна класифікувати на три категорії:

① Елементи, які стабілізують фазу та підвищують температуру фазового перетворення, називаються -стабілізуючими елементами, зокрема алюміній, вуглець, кисень і азот. Алюміній є основним легуючим елементом у титанових сплавах, значно покращуючи міцність сплаву як при кімнатній, так і при високих температурах, знижуючи його питому вагу та збільшуючи модуль пружності.

② Елементи, які стабілізують фазу та знижують температуру фазового перетворення, називаються -стабілізуючими елементами, які можна далі поділити на ізоморфні та евтектоїдні типи. До перших належать молібден, ніобій і ванадій; до останнього входять хром, марганець, мідь, залізо, кремній.

③ Елементи, які мало впливають на температуру фазового перетворення, включно з цирконієм і оловом, називаються нейтральними елементами.

Основними домішками титанових сплавів є кисень, азот, вуглець і водень. Кисень і азот мають високу розчинність у фазі, значно зміцнюючи титанові сплави, але знижуючи їх пластичність. Вміст кисню та азоту в титані зазвичай становить менше 0,15–0,2% і 0,04–0,05% відповідно. Водень має дуже низьку розчинність у фазі; надмірне розчинення водню в титанових сплавах призведе до утворення гідридів, що робить сплав крихким. Вміст водню в титанових сплавах зазвичай контролюється нижче 0,015%. Розчинення водню в титані є оборотним і може бути видалено шляхом вакуумного відпалу.