Принципът на титановите сплави

Титановите сплави са сплави, съставени от титан като основа и други елементи. Титанът съществува в две алотропни форми: -титан с плътно-опакована шестоъгълна структура под 882 градуса и -титан с тяло-центрирана кубична структура над 882 градуса.

Легиращите елементи могат да бъдат класифицирани в три категории въз основа на тяхното влияние върху температурата на фазова трансформация:

① Елементите, които стабилизират фазата и повишават температурата на фазовата трансформация, се наричат ​​-стабилизиращи елементи, включително алуминий, въглерод, кислород и азот. Алуминият е основният легиращ елемент в титановите сплави, като значително подобрява здравината на сплавта както при стайна, така и при високи температури, намалява нейното специфично тегло и увеличава нейния модул на еластичност.

② Елементите, които стабилизират фазата и намаляват температурата на фазовата трансформация, се наричат ​​-стабилизиращи елементи, които могат допълнително да бъдат разделени на изоморфни и евтектоидни типове. Първият включва молибден, ниобий и ванадий; последният включва хром, манган, мед, желязо и силиций.

③ Елементите, които имат малък ефект върху температурата на фазова трансформация, се наричат ​​неутрални елементи, включително цирконий и калай.

Кислородът, азотът, въглеродът и водородът са основните примеси в титановите сплави. Кислородът и азотът имат висока разтворимост във фазата, което значително укрепва титановите сплави, но намалява тяхната пластичност. Съдържанието на кислород и азот в титана обикновено се определя съответно под 0,15–0,2% и 0,04–0,05%. Водородът има много ниска разтворимост във фазата; прекомерното разтваряне на водород в титанови сплави ще образува хидриди, правейки сплавта крехка. Съдържанието на водород в титановите сплави обикновено се контролира под 0,015%. Разтварянето на водород в титан е обратимо и може да бъде отстранено чрез вакуумно отгряване.