Файл: Колачев, Б. А. Механические свойства титана и его сплавов.pdf

туре 400° С достигает 3 и 2% (по массе) соответственно. В этих же количествах кислород и азот сохраняются в твердом растворе при охлаждении его до комнатной температуры (рис. 28).

Кислород и азот в а-титане располагаются в октаэдрических по­ рах и существенно искажают его решетку. При введении этих при­

жением температуры растворимость железа уменьшается и уже при

лой скорости эвтектоидного распада. При обычных скоростях охлаж-

48

дения P-фаза в сплавах титана с железом в области малых концент­ раций или переходит в a -фазу с пересыщенной концентрацией желе­ за, не претерпевая эвтектоидного распада, или сохраняется в виде прожилок между зернами a -фазы. Прожилки P-твердого раствора находили даже в титане с 0,03% (по массе) Fe.

В системе титан — кремний образуется несколько силицидов, из которых самый близкий по составу к титану TisSie. Это соединение

В сплавах системы Ti—Si P-фаза не фиксируется закалкой.

ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА

Примеси в титане повышают его прочностные свой­ ства и снижают пластические. Примеси внедрения ока­ зывают более сильное влияние на свойства титана, чем примеси замещения.

Детальные исследования были выполнены Финлеем и Снайдером [73] и Джаффи с сотрудниками [74] на иодидном титане. Эти исследования показали, что в об­ ласти малых концентраций [до 0,2% (по массе)] каж­ дая сотая доля процента азота повышает пределы проч­ ности и текучести титана в среднем на 2 кгс/мм2 (рис. 30,а). Пластические свойства титана при введении азо­

предел прочности и текучести иодидного титана пример­ но на 1—1,25 кгс/мм2 (рис. 30,6). Кислород сильно по­ нижает пластические свойства титана в области малых концентраций (до 0,1%), в интервале концентраций от 0,1 до 0,5% он сравнительно мало влияет на пластич­ ность, но при больших концентрациях (более 0,7% 0 2) кислород приводит к тому, что титан полностью теряет способность к пластическому деформированию.

При достаточно высоком содержании кислорода сплавы становятся настолько хрупкими, что происходит падение предела прочности и текучести [76].

Наиболее детальное исследование влияния углерода на механические свойства титана провели Джаффи с со­

жании в нем до 0,3% (по массе) углерода; в области ма­ лых концентраций (до 0,3%) одна сотая доля процента по массе углерода повышает пределы прочности и теку­ чести титана примерно на 0,7 кгс/мм2. Упрочнение тита­ на при легировании его углеродом обусловлено раствор-

О СРС 1,00 1,50 (00

на механические свойства титана по данным работ [74] — сплошная линия и [73] — пунктирная линия

О0,2 0,4 0,6 0,8

Содержание С, %(по массе)

ным механизмом, а не выделениями карбидов. В двух­ фазной области а + 8 прочность титана почти не зависит от содержания углерода. Поперечное сужение наиболее существенно снижается в интервале концентраций 0— 0,1 и 0,5—0,6% С; удлинение 0,1—0,3%. Однако даже

50

Даже при довольно большом содержании примесей надрез упрочняет титан вплоть до температуры жидкого азота, Однако поперечное сужение и ударная вязкость для надрезанных образцов значительно меньше, чем для

[14, 77]. Титан, содержащий порознь 0,13% 0 2, 0,07% N, 0,16% С, склонен к хладноломкости. Чувствительность титана к надрезу наиболее интенсивно повышает азот, затем кислород и в наименьшей степени углерод.

С повышением температуры испытаний упрочняющее действие примесей внедрения сильно уменьшается [78] (рис. 33). Если при комнатной температуре содержание азота в количестве 1,4% (ат.) повышает предел проч­ ности на 35 кгс/мм2, то при 600° С то же количество азо-

Рис. 32. Влияние температуры на энергию удара титана с разным со­ держанием кислорода (а), азота (б) и углерода (в), %:

1 — чистый титан; 2 — 0,071; 3 — 0,13; 4 — 0,16; 5 — 0,28; 6 — 0,38; 7 — 0,47

52