Титановые сплавы в зависимости от состава и назначения можно подвергать:
* -отжигу
* -закалке и старению
* -химико-термической обработке
* Титан и альфа сплавы титана не подвергаются упрочняющей термообработке, их подвергают рекристаллизационному отжигу от температуры 650 -850°, это обеспечивает повышение пластичности.
* альфа +бетта сплавы титана могут быть упрочнены закалкой с последующим старением. при быстром охлаждении протекает сдвиговое мартенситное превращение. мартенсит здесь- пересыщенный твердый раствор легирующего элемента в альфа-титане. Температура закалки 750-950 °
Для увеличения износостойкости сплавы титана азотируют.
Применение титановых сплавов
Титановые сплавы как высокопрочные конструкционные материалы широко применяют с следующих областях:
* Авиации и ракетостроении - это корпуса двигателей, обшивки самолетов, баллоны для газов, сопла, диски и лопатки турбин, детали крепежа фюзеляжа. В самолете ТУ 154 несколько тысяч важнейших деталей сделано из сплавов титана
* Морское и речное судостроение - гребные винты, обшивки подводных лодок. судов, торпед
* Химической промышленности - оборудование для таких сред как хлор, кислоты, вентили для агрессивных жидкостей и т.п.
* Криогенной технике
* Сплавы титана обладают эффектом памяти - нитинол - сплавы титана с никелем. Изделие можно изогнуть. скрутить, а потом выпрямить. При нагреве оно воспроизведет свою форму.
Несмотря на то, что сплавы дороги, применение их в промышленности экономически выгодно, так. корпус химического реактора из нержавеющей стали служит 6 месяцев, а из сплавов титана - 10 лет
змеевик медный оцинкованный служит 10 месяцев, а титановый - 10 лет
Применяют и биметаллы сталь- титан
Магний и его сплавы
Магний также, как и алюминий и титан относится к материалам с малой плотностью.
Магний - металл серебристо-белого цвета, (под действием окисления поверхность магния тускнеет и становится матовой) не имеет полиморфных превращений и кристаллизуется в плотноупакованную гексагональную решетку.
* Плотность магния - 1,7 г/смз
* Магний в 1,5 раза легче алюминия, в 4,5 раза - железа, в 5 раз легче.
* Температура плавления магния - 651 °С
Магний обладает способностью легко воспламеняться. Вспыхивая, магний ярким светом, выделяя большое количество тепла. Поэтому магний находит широкое применение в пиротехнике, в военном деле при производстве сигнальных ракет, зажигательных бомб.
Магний нельзя гасить водой, т.к. будет взрыв.
* Легкая воспламеняемость магния способствовала тому, что многие считают, что изделия из магния опасны в пожарном отношении. Это не так.
* Магниевая пыль, стружка, порошок - они действительно опасны, а изделия, слитки - не опасны. чем больше масса, тем тепло быстрее растекается по всей массе материала. Магний имеет очень хорошую теплопроводность.
* Магний плохо сопротивляется коррозии - деталь толщиной 3 см будет полностью "съедена" морем за 3 месяца. Поэтому магний и его сплавы нужно защищать от коррозии.
Магний и его сплавы
Литой магний имеет σв =120Мпа δ =5% 30НВ
Деформированный σв = 250 Мпа δ=10% 50НВ
(прутки)
Технический магний выпускается 3-х марок:
* МГ90 (99,9% магния)
* МГ95 (99,95 %)
* МГ96 (99,96%)
Магний может быть использован в химической промышленности, в металлургии как раскислитель, легирующий элемент и т.п.
Как конструкционный материал чистый магний не применяется, а для этой цели используются сплавы магния
Сплавы магния
Достоинством магниевых сплавов является их высокая удельная прочность. σв = 250-400 Мпа. По степени прочности на единицу своего веса они превосходят легированные стали и композиции на основе алюминия, уступая в этом лишь титановым сплавам
Поэтому сплавы магния употребляются для изготовления наиболее металлоемких деталей двигателя, корпуса компрессоров, коробок скоростей, корпуса приборов. В самолетах типа Ту154 насчитывается более 2-х тонн деталей из магниевых сплавов.
Магниевые сплавы очень хорошо поглощают вибрацию
Их удельная вибрационная прочность почти в 100 раз выше, чем у лучших алюминиевых сплавов, в 20 раз лучше, чем у алюминиевых сплавов
Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием
Они обладают высокой хладностойкостью. От внезапного похолодания внезапно разрушаются многие конструкции- мосты. магистральные трубопроводы. суда. при морозе сталь делается хрупкой, хладноломкой.
Основным легирующим элементом в магниевых сплавах является алюминий (до 10%) затем цинк (5-6%), марганец (до 2,5%)
По технологическому признаку сплавы магния можно разделить на 2 группы:
* -литейные - МЛ
* - деформированные – МД
Литейные магниевые сплавы - МЛ5,МЛ6,МЛ10, в их составе магний, алюминий, цинк.
Высокие литейные свойства, применяют для нагруженных крупногабаритных изделий, корпуса, конструкции в автомобилях - особенно гоночных. приборостроении.
Деформируемые магниевые сплавы МА1, МА2 - изготавливаются в виде горячекатанных листов, прутков, профилей, поковок, штамповок.
Сплавы, имеющие гексагональную решетку низкопластичны, поэтому ОМД ведут при повышенных температурах.
Химический состав их близок к литейным.
МА1 имеет σв =210Мпа
Лекция 16
«НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ»
Древние философы разделили весь мир на три царства: минеральное, растительное и животное. Но человек создал еще и четвертое - царство искусственных материалов и, пожалуй, самым удивительным изобретением человека стали пластмассы.
Представьте, что из окружающего нас мира исчезли бы пластмассы.
Тогда не стало бы не только привычных вещей в нашем доме, но и космических полетов, сверхзвуковых самолетов, глубоководных батискафов, современных телевизоров, всякого рода бытовых мелочей - полиэтиленовых мешочков, крышей - всего не перечислишь. Просто говоря, без пластмасс техника и наш быт вернулись бы в начало двадцатого века.
О значении пластмасс в развитии материального производства красноречиво говорит тот факт, что уже в 60-е годы мировой объем производства пластмасс значительно превысил выпуск цветных металлов.
Сейчас пластмассы не просто с успехом заменяют многие металлы, но и сами стали незаменимыми материалами во многих самых различных отраслях техники, пищевой промышленности, строительстве. сельском хозяйстве и т.п.