- •Содержание
- •Введение
- •1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах
- •1.1 Классификация и свойства чистых металлов
- •1.2. Цветные сплавы
- •1.1.3. Термическая обработка цветных сплавов
- •1.3. Принципы разработки литейных сплавов
- •1.3.1. Общие положения синтеза сплавов
- •1.3.2. Оптимизация состава сплавов
- •2. Легкие цветные сплавы
- •2.1. Алюминиевые сплавы
- •2.1.1. Состав и свойства первичного алюминия
- •2.1.2. Классификация и маркировка алюминиевых сплавов
- •2.1.3. Взаимодействие алюминия с другими элементами
- •2.1.4. Литейные алюминиевые сплавы
- •2.1.5. Новые поршневые сплавы и режимы их термической обработки
- •2.2. Магниевые сплавы
- •2.2.1. Состав и свойства первичного магния
- •2.2.2. Выбор основы и легирующих элементов
- •2.2.3. Классификация магниевых сплавов
- •2.2.4. Литейные магниевые сплавы
- •2.2.5. Сверхлегкие магниевые сплавы.
- •2.3. Титановые сплавы
- •2.3.1. Состав и свойства чистого титана
- •2.3.2. Взаимодействие титана с другими элементами
- •2.3.3. Классификация титановых сплавов
- •2.3.4. Литейные титановые сплавы
- •2.3.4.1. Особенности литейных свойств
- •2.3.4.2. Термическая обработка титановых сплавов
- •2.3.4.3. Области применения титановых сплавов
- •3. Тяжелые цветные сплавы
- •3.1. Медные сплавы
- •3.1.1. Состав и свойства чистой меди.
- •3.1.2. Классификация и маркировка медных сплавов.
- •3.1.3. Взаимодействие меди с другими элементами.
- •3.1.4. Литейные латуни
- •3.1.5. Оловянные бронзы
- •3.1.6. Безоловянные бронзы
- •3.1.6.1.Алюминиевые бронзы
- •3.1.6.2. Свинцовая бронза
- •3.1.6.3. Прочие безоловянные бронзы
- •3.1.7. Медно-никелевые сплавы
- •3.2. Никелевые сплавы
- •3.2.1. Состав и свойства чистого никеля
- •3.2.1. Взаимодействие никеля с другими элементами
- •3.2.2. Жаропрочные литейные никелевые сплавы
- •3.3. Сплавы тугоплавких металлов
- •3.4. Цинковые сплавы
- •3.4.1. Состав и свойства чистого цинка
- •3.4.2 Литейные цинковые сплавы
- •Марки и химический состав литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •Некоторые физические и технологические свойства литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •3.4.3. Антифрикционные цинковые сплавы
- •3.5. Сплавы на основе олова и свинца
- •3.6. Легкоплавкие сплавы
- •3.7. Сплавы благородных металлов
- •3.7.1. Золото и его сплавы
- •3. Тяжелые цветные сплавы Медные сплавы. Классификация и маркировка медных сплавов
- •Методические указания
- •Плавка цветных сплавов
2.3.4.1. Особенности литейных свойств
Основные литейные свойства титановых сплавов приведены в таблице .
Отличительной чертой всех титановых сплавов является малый интервал кристаллизации, который не превышает 80 оС. Поэтому, как и все другие узкоинтервальные сплавы, они обладают достаточно хорошей жидкотекучестью. Стандартная методика определения жидкотекучести по спиральной пробе для титановых сплавов непригодна из-за их химической активности. О.Н. Магницкий с сотрудниками предложили определять жидкотекучесть титановых сплавов путем заливки спиральной пробы, выточенной из графита. Канал пробы имеет треугольное сечение с основанием 10 мм и высотой 15 мм.
Наиболее благоприятное влияние на жидкотекучесть оказывают добавки алюминия, который повышает теплоту кристаллизации. Несмотря на некоторое увеличение интервала кристаллизации, тепловой фактор оказывает более сильное влияние и жидкотекучесть при повышении концентрации алюминия непрерывно возрастает. Наиболее высокой жидкотекучестью обладает сплав ВТ5Л. У сплавов с более широким интервалом кристаллизации (ВТ9Л, ВТ21Л) жидкотекучесть ниже. Остановка потока у узкоинтервальных сплавов происходит путем перемерзания, поэтому свариваемость встречных потоков плохая, и все титановые сплавы склонны к образованию «спаев».
Все титановые сплавы отличаются малыми значениями линейной и объемной усадки. Это способствует получению плотных отливок, если при плавке и заливке удается избежать образования газовой и газоусадочной пористости.
На литейные свойства накладывает отпечаток и высокая реакционная способность титановых расплавов. При взаимодействии титана с материалом литейных форм поверхностный слой отливок загрязняется примесями внедрения – азотом, углеродом и кислородом, которые ухудшают служебные свойства отливок. Наиболее опасен так называемый «альфированный слой», который содержит оксиды титана и отличается высокой твердостью и нулевой пластичностью. Альфированный слой на микрошлифах выделяется в виде светлой нетравящейся полоски вдоль поверхности отливки, его толщина может достигать до 1,5 мм.
2.3.4.2. Термическая обработка титановых сплавов
Путем высокотемпературной термической обработки практически не удается повлиять на структуру и механические свойства титановых сплавов. Поэтому такой вид ТО, как закалка, для титановых отливок не производится. Но из-за низкой теплопроводности сплавов в разностенных отливках при неравномерном охлаждении возникают значительные остаточные напряжения, которые могут вызвать коробление деталей и даже появление трещин. Чтобы уменьшить коробление при проектировании деталей и отливок рекомендуется использование различных ребер жесткости и технологических перемычек. Для снятия остаточных напряжений отливки подвергают полному или неполному отжигу. Полный отжиг осуществляют в печах с инертной атмосферой при температуре 800 оС для сплавов ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ20Л и при 940 оС для сплава ВТ9Л в течение 1 – 2 часов. Неполный отжиг проводят при температурах не выше 600 оС в печах с обычной воздушной атмосферой в течение 1,5 – 2 часов. Остаточные напряжения после полного отжига снимаются почти полностью (на 95 %), а после неполного отжига составляют около 30 % от исходного значения.