Titan qotishmalarining xususiyatlari: quvvat, issiqlikka chidamlilik va korroziya ma'lumotlari
Mar 19, 2024
Raqamlar aslida nimani aytadi
Titan titan 4,5 g/sm³ zichlikda ishlaydi, erish nuqtasi 1800 darajaga yaqin, issiqlik o'tkazuvchanligi 15,24 Vt/(m·K) va 99,5% tozalikda, valentlik kuchi taxminan 539 MPa, 25% cho'zilish, elastiklik moduli 201,25%. × 10⁵ MPa va Brinell qattiqligi taxminan HB 195. Bu qotishmagan materiallar uchun tegirmon sertifikatidagi raqamlar. 6% alyuminiy va 4% vanadiy qo'shing va tortishish kuchi 895 MPa dan oshadi, zichlik esa atigi 4,43 g/sm³ ga oshadi. Mutlaq mustahkamlik emas, bu nisbat titanium qotishmalari og'irligi bo'yicha po'lat va alyuminiyni-kritik tuzilmalarni almashtiradi.
Yuqori o'ziga xos kuch
Kuchning zichlikka bo'linishi ishchi ko'rsatkichdir. Titan qotishmalari taxminan 4,5 g / sm³ po'latning taxminan 60% ni tashkil qiladi, shu bilan birga ularning kuchlanish kuchi oddiy qotishma strukturaviy po'latlarnikiga yaqinlashadi yoki undan oshadi. Shuning uchun o'ziga xos kuch po'latdan va ko'pgina alyuminiy qotishmalaridan ancha yuqori. Samolyot dvigateli jihozlari, korpus skeletlari, teri panellari, mahkamlagichlar va qo'nish moslamalari klassik foyda oluvchilardir: bu erda tejalgan kilogramm, uni tashuvchi strukturaning o'lchamlari o'zgartirilgandan keyin ikki yoki uch marta tejalgan kilogrammdir.
Yuqori issiqlik quvvati va 500 darajali shift
Titan qotishmalari foydali kuchini 450-500 darajagacha saqlaydi, alyuminiy qotishmalari esa 150 darajadan yuqori bo'lganida katta qismini yo'qotadi va 200 darajadan yuqorida kamdan-kam qo'llaniladi. 150 dan 500 gradusgacha titanning alyuminiyga nisbatan o'ziga xos mustahkamlik ustunligi doimiy ravishda kengayib boradi, shuning uchun gaz turbinalaridagi kompressor bosqichlari, issiq{7}}qismlar va egzoz{8}}qo'shni tuzilmalari tabiiy qo'llaniladi. 500 darajadan yuqori haroratda oksid qatlami parchalanadi va kislorodning sirtga tarqalishi mexanik kuchdan ko'ra cheklovchi omilga aylanadi.
Korroziya harakati
Nam havoda va dengiz suvida titan zanglamaydigan po'latdan katta farq qiladi. U chuqurchalar, yoriqlar hujumi, kislota korroziyasi va stressli korroziya yorilishiga qarshilik ko'rsatadi va u gidroksidi, xlorid va xlor-bo'lgan organik muhitda, nitrat kislota va suyultirilgan sulfat kislotada yaxshi saqlanadi. Oksidlanish sharoitida uni himoya qiladigan xuddi shu plyonka kuchli qaytaruvchi muhitda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi: quruq xlor, yuqori konsentratsiyadagi xlorid kislotasi va issiq qaytaruvchi kislota oqimlari titanga hujum qiladi va xrom tuzi eritmalari yana bir zaif nuqtadir. Palladiy qo'shilsa, Pd-po'shtirma sinflarida bo'lgani kabi, qaytaruvchi kislotaga qarshilik sezilarli darajada yaxshilanadi. Nitrat kislota xizmati titanning eng kuchli hududidir va shuning uchun u karbamid va nitrat kislota zavodi uskunalarida ustunlik qiladi.
Kriogen xulq-atvor
Titan qotishmalari past va ultra{0}}past haroratlarda mexanik xususiyatlarni saqlab qoladi. Interstitsial tarkibi juda past bo'lgan qotishma navlari -253 darajada o'lchanadigan plastiklikni saqlaydi, shuning uchun suyuq vodorod va suyuq kislorodli qurilmalarda past-interstitsial va ELI darajalari paydo bo'ladi. Interstitsial tarkib nazorat qiluvchi o'zgaruvchidir: kislorod va azot kuchni oshiradi, lekin past haroratda qattiqlikni pasaytiradi.
Kimyoviy faollik va qayta ishlash oqibatlari
Titan kislorod, azot, vodorod, uglerod oksidi, karbonat angidrid, suv bug'i va ammiak bilan oson reaksiyaga kirishadi. 0,2% dan ortiq uglerod qattiq TiC zarralarini hosil qiladi; azot qattiq TiN sirt qatlamini hosil qiladi; 600 darajadan yuqori titan kislorodni yutadi va qattiqlashtirilgan qatlam hosil qiladi; va vodorod ko'tarilishi mo'rtlashgan qatlamni ham hosil qiladi. Gazni singdirish va natijada paydo bo'lgan qattiq, mo'rt teri 0,1-0,15 mm chuqurlikka etadi va sirt qattiqligini 20-30% ga oshiradi, bularning barchasi qismni ishga tushirishdan oldin tuzlash yoki ishlov berish orqali olib tashlanishi kerak.
Xuddi shu yaqinlik, shuningdek, sirg'aluvchi kontaktli yuzalar bilan yopishqoqlikka olib keladi va 15,24 Vt / (m · K) past issiqlik o'tkazuvchanligi issiqlikning kesilgan joydan uzoqlashmasligini anglatadi. Elastik modul po'latning yarmiga teng bo'lgan elastik modul bilan birlashganda, bu tanish titanni qayta ishlash belgisini yaratadi: ishlov berilgan yuzaning og'ir prujinasi-, zanglamaydigan po'latdan taxminan ikki-uch baravar, kuchli ishqalanish va qoplama eskirgandan so'ng materialning asbob yuzasiga bosim bilan payvandlash.
Xona-haroratni qabul qilish qiymatlari
| Baho | UNS | Kuchlanish kuchi, min | Chiqish kuchi, 0,2 %, min | Cho'zilish, min | Oddiy foydalanish |
|---|---|---|---|---|---|
| 2-sinf | R50400 | 345 MPa | 275 MPa | 20 % | Kimyo zavodi, issiqlik almashinuvchilari, tuzsizlantirish |
| 5-sinf | R56400 | 895 MPa | 828 MPa | 10 % | Samolyot korpusi, dvigatel qavslari, protezlar |
| 7-sinf | R52400 | 345 MPa | 275 MPa | 20 % | Kislota xizmatini kamaytirish, Pd-barqarorlashgan |
Bu qiymatlar plastinka, choyshab va tasma uchun ASTM B265, bar va ignabargli uchun ASTM B348 va kolba uchun ASTM B338 bo'yicha qabul qilish qavatlaridir. Pol ostidagi cho‘zilish natijasi haqida xabar bergan yetkazib beruvchi sertifikat qanday yozilganidan qat’i nazar, -mos kelmaydigan issiqlikka ega.
Tez-tez so'raladigan savollar
Q:Nima uchun titanium qotishmasi ba'zi samolyot qismlarida alyuminiy o'rnini bosadi?
Javob: Chunki uning o'ziga xos mustahkamligi ustunligi harorat bilan o'sib boradi va alyuminiy galvanik korroziyaga uchragan uglerod tolasi tuzilmalariga mos keladi. Savdo{1}}yuqori xarajat va qiyinroq ishlov berishdir.
Q:Titanning yuqori xizmat ko'rsatish haroratini taxminan 500 darajaga nima cheklaydi?
Javob: Mexanik kuchdan ko'ra oksidlanish va interstitsial diffuziya. Bu diapazondan yuqori sirt qatlami kislorod va azotni tezda o'zlashtiradi va ta'sirlangan zonaning mexanik xususiyatlari yomonlashadi.
Q:Titan dengiz suvi issiqlik almashinuvchilari uchun mos keladimi?
Javob: Ha, va bu standart tanlovdir. ASTM B338 standarti bo‘yicha 2-darajali trubka dengiz suvidagi chuqurchalar va yoriqlar hujumiga qarshilik ko‘rsatadi va yupqa, barqaror oksid plyonkasi eroziyasiz-korroziyasiz yuqori suv tezligiga imkon beradi.
Q:Qaysi muhit titanga hujum qiladi?
Javob: Kuchli kamaytiruvchi vositalar: quruq xlor, konsentrlangan xlorid kislota, iliq qaytaruvchi kislota oqimlari va ba'zi xrom tuzi eritmalari. Palladiy{1}}barqarorlashtirilgan navlar, masalan, 7-sinflar bu diapazonning yumshoqroq oxiriga to‘g‘ri keladi.
Q:Nima uchun titan mashinasi po'lat bilan solishtirganda juda yomon?
Javob: Past issiqlik o'tkazuvchanligi issiqlikni kesish tomonida to'playdi, past elastik modul esa og'ir buloq-orqa va chayqalishini keltirib chiqaradi. Ikkala ta'sir ham asbob bosimini oshiradi va yopishish aşınmasını tezlashtiradi.
Q:Qotishma elementlarini qo'shish korroziyaga chidamliligini pasaytiradimi?
Javob: Titan odatda ishlatiladigan oksidlovchi muhitda emas. Alyuminiy va vanadiy kuchini oshiradi va palladiy yoki molibden qo'shimchalari qotishmagan navlarga hujum qiladigan kamaytiruvchi muhitda ishlashni yaxshilaydi.
