ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ВИДОВ ЛИТЬЯ
74
ГЛАВА 14. ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК
ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ
Титан — металл с плотностью
ρ
= 4500 кг/м
3
, температурой
плавления
t
пл
=
1668 °С. Допустимые напряжения растяжения титана
приблизительно в 6 раз больше, чем напряжения растяжения алюминия.
Титан проявляет химическую стойкость во влажном воздухе, морской воде,
в азотной HN0
3
и хлороводородной НСl кислотах. Такая стойкость
обусловлена образованием прочной оксидной пленки ТiO
2
, защищающей
металл от дальнейшего окисления и взаимодействия с активными
веществами. Наиболее рациональная температурная область использования
титановых сплавов — 250...550 °С. Это температуры, при которых
алюминиевые и магниевые сплавы не используются по причине их низкой
термопрочности, а стали уступают по удельной прочности.
Титан обладает теплопроводностью в 5 раз, а электропроводностью в
15 раз ниже, чем у стали, и характеризуется повышенной теплостойкостью.
Содержание титана в земной коре около 0,6 %.
Структура титана до 882 °С — гексагональная (
α
-Ti),
выше 882 С — объемноцентрированная кубическая (
β
-Ti).
Производство титана.
Исходным сырьем для получения титана
являются титано-магнеевые руды. На первых этапах процесса получают
титановый шлак, содержащий 80...90% ТiO
2
, который затем подвергают
хлорированию при спекании в специальных печах:
Ti0
2
+ 2С + 4C1
→
TiCl
4
+ 2CO
↑
.
Титан из четыреххлористого титана восстанавливают в реакторах при
температуре 950... 1000 ºС:
TiCl
4
+ 2Мg(ж)
→
4 Ti(губка) + МgС1
2
(ж)
Путём вакуумной дистилляции MgCl
2
отделяется от губки.
В связи с возрастающей технической потребностью в титане
промышленное производство его постоянно растет. Если в 1947 г. было
произведено около 2 т титана, то в настоящее время на изготовление только
одного корпуса авиалайнера расходуется несколько тонн сплавов
этого металла.
Область использования отливок из титановых сплавов.
Благодаря
высоким прочностным характеристикам титановых сплавов (например,
сплав ВТ14Л имеет σ
в
= 900 МПа, а сплав ВТ1Л δ = 10%) и невысокой
плотности (высокой удельной прочности) они нашли широкое применение
прежде всего в авиации, судо- и ракетостроении. Высокая химическая
стойкость титановых сплавов способствовала их применению в атомной
