Титан относится к числу самых распространенных элементов и наиболее востребованных из металлов, т.к. нашёл применение во всех сферах (металлургия, судостроение, радиотехника, химическая промышленность, военное направление, медицина, бытовые товары). Его отличает прочность, низкая плотность, надёжность, уникальные конструкционные преимущества, с которыми не сравнятся алюминий или сталь.
Титановые сплавы, фазы и особенности
В промышленности активно используется не чистый титан, а титановые сплавы. При этом металл может быть в двух разновидностях:
- альфа-фаза — образующаяся при температуре 880 градусов (отклонение допускается на +/-20 градусов), и в такой модификации у него гексагональная кристаллическая решётка;
- бета-титан – это фаза, образующаяся при температурах со значениями выше, при этом изменяется кристаллическая решётка, принимая форму объемноцентрированного куба.
Температурный показатель перехода одной фазы в другую напрямую зависит от различных сторонних элементов. В сплав могут добавляться специальные элементы-стабилизаторы, и если введены альфа-стабилизаторы, то они способствуют повышению температуры перехода в бета-фазу, если же наоборот – бета-стабилизаторы, то к понижению температурных пределов.
Альфа-титан
Существует много стабилизаторов для альфа титана, но единственной лигатурой, способной повысить прочность титанового сплава не ухудшив его пластичности, является алюминий. Все остальные (Р, С) неизбежно отражаются на прочностных характеристиках и пластичности не лучшим образом. Алюминиевые добавки могут добавляться в двойной титановый сплав и даже в тройной, в котором лигатура также положительно влияет на свойство свариваемости металла.
Бета-титан
Чтобы снизить температуру перехода фазы альфа в бета, и сделать реальным существование последней при более низких температурных условиях, проводится легирование такими стабилизаторами как хром, железо, молибден. На практике бета титановые сплавы используют нечасто, большее предпочтение отдается вариантам смешанного типа – в виде альфа- и бета-фаз.
Альфа-бета
К сплавам альфа бета относятся промышленные, в которых в качестве лигатуры использованы добавки хрома, марганца, ванадия, молибдена, железа. Они бывают двойными (например, Al-Mn), тройными. Получают данные сплавы дуговой плавкой, а добавка лигатуры делается в электрод при первичной переплавке. Повторно проводимое переплавление позволяет равномернее распределить легирующие добавки.
Сплавы титана: где они применяются?
Титановые сплавы довольно широко сегодня используют в разных областях благодаря своим уникальным свойствам по прочности, коррозионной устойчивости (они не боятся даже морскую воду). Особый их плюс – низкий удельный вес. Активно применяются данные сплавы:
- в судостроении;
- в машиностроении;
- в авиастроении;
- в химической промышленности;
- в радио- и электротехнике;
- в медицине и других сферах.
Титановые сплавы нужны везде, особенно где их безопасность для человека и устойчивость к коррозии наиболее ценна.
