Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 0

Никеля сплавы

Свойства материала

Нитинол, из которого изготавливается корректирующая конструкция, представляет собой сочетание титана с никелем в соотношении 45% на 55% соответственно. Материал обладает эффектом запоминания формы.

Он производится по технологии вакуумного отжига, что позволяет придать ему уникальные физико-механические характеристики и технологические параметры.

Нитинол отличается:

  • антикоррозийной стойкостью;
  • прочностью;
  • антивибрационными качествами;
  • упругостью;
  • суперэластичностью;
  • биологической совместимостью с органическими тканями.

После установки корректирующий элемент возвращается в изначальное положение и сохраняет форму на протяжении всего срока использования. Антикоррозийные качества позволяют свободно совершать водные процедуры.

Нитинол – высокотехнологичный сплав, который, кроме медицины и косметологии, снискал широкое применение в:

  • космической технике;
  • авиационном производстве;
  • нефтедобывающей отрасли;
  • сигнализационных системах;
  • роботизации;
  • автомобилестроении;
  • модной индустрии;
  • изготовлении ювелирных украшений.

Для медицинского применения из нитинола выполняют сетки, укрепляющие скелетные структуры, костные имплантаты. Такой элемент в подологии приподнимает ногтевую пластину, препятствуя ее врастанию в мягкие ткани ложа.

Химические и физико-механические свойства нитинола:

ПараметрПоказатель
Плотность6450 кг/см3
Температура плавления1300°С
Термическое расширение6,6х10-6
Теплопроводность18 Вт/м
Упругость40 000 Па
Электрическое сопротивление76 Ом
Коэффициент деформации8%
Предел растяжения12%
Напряжение внутренних слоев при восстановлении первоначальной формы800 мПа
Предел механической прочности1000 мПа

Нитинол легко поддается обработке абразивными инструментами. Материал не вызывает аллергических реакций и кожных раздражений. У него нет ограничений по эксплуатационному сроку. Нитинол оказывает равномерное давление на ногтевую пластину с постоянной силой на протяжении всего эксплуатационного периода.

Техническая характеристика

Производство титановых сплавовi осуществляется в тигельных индукционных печах. В связи со значительной разницей в температуре плавления титана и благородных металлов, для получения сплавов титана c золотом или c серебром. используются приёмы порошковой металлургии. Естественно, количество дополнительных компонентов, которым легируют титановые сплав не ограничивается лишь благородными металлами, все зависит от конкретной сферы применения изделий. Найти лучшие цены на сертифицированную продукцию с гарантией оперативной доставки можно всегда найти на сайте поставщика «Auremo».

Физико-химические свойства Ti

Химический символАтомный номерАтомная массаСтепень окисленияУдельный весt° плавленияt°кипения
Ti22482, 3, 44,541668°C3277°C

Физико-химические свойства серебра

Химический символАтомный номерАтомная массаСтепень окисленияУдельный весt°плавленияt°кипения
Ag47107,91, 210,5962°C2162°C

Физико-химические свойства платины

Химический символАтомный номерАтомная массаСтепень окисленияУдельный весt° плавленияt° кипения
Pt781960, 2, 4211769°C3825°C

Физико-химические свойства золота

Химический символАтомный номерАтомная массаСтепень окисленияУдельный весt° плавленияt° кипения
Au791871, 3, 3, 519,31064,16°C2856°C

Ионная имплантация — технология внедрения атомов легирующих элементов, например, золота в поверхностный слой ленты или фольги путём бомбардировки поверхности пучком высокой энергии (10−2000 КэВ).Используется при создании полупроводников с заданными свойствами, донорных или акцепторных зон, а также низкоомных контактов. Ионную имплантацию также используют для легирования металла с целью придания твердости, износостойкости поверхностному слою.

Термическая диффузия — технология внедрения атомов легирующих элементов в сплав под действием градиента температуры. Это явление открыто в 1856 году немецким химиком К Людвигом и исследовано швейцарским ученым Ш. Соре.

Сплавы титана и платины нашли свое применение в ювелирных технологиях. Основной аргумент в пользу использования данной системы — это повышение прочности и пластичности платины за счет добавления иодного титана. Аналогичная ситуация с использованием соединений титана и серебра в сплавах в качестве легирующей добавки. То есть широкого распространения указанная система Ti-Ag не получила, но играет важную роль как элемент припоя для вакуумной пайки.

В отечественной промышленности наиболее распространенными являются сплавы титана с ванадием или молибденом. указанные легирующие элементы позволяют получить превосходные свойства и при этом по относительно низкой стоимости производства. Что касается таких экзотических сплавов как титан и золото, то встретить их на практике практически невозможно. В теоретическом аспекте можно предположить, что данная система обладает повышенной устойчивостью к коррозии в определенной агрессивной среде.

Поставщик

Поставщик «Auremo» предлагает купить титановый сплав золота, платины, серебра на выгодных условиях. Большой выбор на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии титановый сплав золота, платины, серебра, цена — оптимальная от поставщика. Купить титановый сплав золота, платины, серебра сегодня. Оптовым заказчикам цена — льготная.

Что такое титановая нить, в каких случаях она применяется в подологии?

Такая корректирующая методика применяется недавно, но уже успела доказать свою эффективность. Титановую нить широко используют в ортониксической и ортопедической практике. Технологию начали применять косметологические салоны и клиники.

Титановая нить для ногтей представляет собой каркасную систему, предназначенную для корректировки подологических деформаций. Она выглядит эстетично и совершенно естественно, практически не ощущается на теле.

Титановая нить для ногтей

Конструкция устраняет воспалительный процесс и предупреждает его развитие. Она препятствует утолщению и отслаиванию ногтевых пластин. Такой конструктивный элемент используют для лечения и профилактики онихокриптозной патологии, которую называют вросшим ногтем.

Главная зона риска – большие пальцы ног. На них пластина часто углубляется (врастает) в наружную поверхность ложа. Такое состояние диагностируют примерно у 1,8% населения планеты. Онихокриптоз не несет негативных последствий для здоровья.

Однако деформационный дефект существенно ухудшает общее самочувствие и снижает качество жизни. Раньше онихокриптоз устранялся хирургическими методами. Титановая нить позволяет существенно снизить уровень травматизации тканей и достичь желаемого результата без оперативного вмешательства.

Преимущества применения никель-титановой нити:

  • нет необходимости в использовании анестезии;
  • безопасность процедуры;
  • возможность многократного повторения;
  • быстрота выполнения коррекции;
  • высокая эффективность;
  • возможность проведения на любой стадии заболевания после выполнения необходимых терапевтических мероприятий;
  • отсутствие возрастных ограничений.

Хирургический метод лечения онихриптоза часто приводит к рецидивам, поскольку абсолютно не влияет на причину деформационных изменений. Каркасный элемент из высокопрочного сплава укрепляет пластину и обеспечивает ее рост в правильном направлении.

Основные свойства титана

  • Цвет: серебристо-белый
  • Плотность: 4,54 г/см³
  • Температура плавления: 1668°С
  • Температура кипения: 3260°С
  • Теплопроводность: 21.9 Вт/(м·К)
  • Атомный номер: 22
  • Атомная масса: 47,9
  • Удельная теплота плавления: 358 кДж/кг
  • Удельная теплоемкость (при 20°С): 0,54 кДж/(кг.°С)
  • Модуль упругости: 112 ГПа

Механические свойства титана в большой степени зависят от содержания примесей, особенно Н, О, N и С, образующих с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: гидриды, оксиды, нитриды и карбиды. Небольшое содержание кислорода, азота, углерода повышает твердость и прочность, но при этом значительно уменьшается пластичность, снижается коррозионная стойкость, ухудшается свариваемость, способность к пайке и штампуемость. Титан обладает высокими прочностью и удельной прочностью в условиях глубокого холода.

Технический титан хорошо обрабатывается давлением при 20-25°С и повышенных температурах. Из него изготовляют все виды прессованного и катаного полуфабриката (листы, трубы, проволоку, поковки и др.). Ковку проводят при температуре 1000-750°С, горячую прокатку — на 100°С ниже температуры ковки. Горячей прокаткой получают листы толщиной более 6 мм, листы меньшей толщины изготовляют холодной прокаткой или с нагревом до 650-700°С. Температура прессования 950-1000°С. Титан хорошо сваривается аргонодуговой и всеми видами контактной сварки. Сварной шов обладает хорошим сочетанием прочности и пластичности. Прочность шва составляет 90% прочности основного металла.

Титан плохо обрабатывается резанием, налипает на инструмент, что приводит к его быстрому износу. Для обработки титана требуется инструмент из быстрорежущей стали и твёрдых сплавов, малые скорости резания при большой подаче и глубине резания, интенсивное охлаждение. Недостатком титана является также низкая антифрикционность.

Титановые сплавы

Достоинством титановых сплавов по сравнению с титаном являются более высокие прочность и жаропрочность при достаточно хорошей пластичности, высокой коррозионной стойкости и малой плотности. Титан в виде сплавов является важнейшим конструкционным материалом в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении. Самым распространённым в мире титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V, который в российской классификации имеет обозначение ВТ6. Для изготовления деталей методами порошковой технологии используют сплавы ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТЗ-1 и другие.

По технологии изготовления титановые сплавы подразделяются на деформируемые, литейные и порошковые. По механическим свойствам титановые сплавы подразделяются на сплавы нормальной прочности, высокопрочные, жаропрочные, повышенной пластичности. По способности упрочняться с помощью термической обработки они делятся на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой; по структуре в отожженном состоянии они классифицируются на а-, псевдо-а, а + р, псевдо-р и р-сплавы.

Применение титановых сплавов

  • В авиастроении, ракетостроении: каркасные детали, обшивка, топливные баки, детали реактивных двигателей, диски и лопатки компрессоров, детали воздухозаборника, детали корпусов ракетных двигателей второй и третьей ступени и т.д.
  • В судостроении: обшивка корпусов судов и подводных лодок, сварные трубы, гребные винты, детали насосов и др.
  • В химической промышленности: реакторы для агрессивных сред, насосы, змеевики, центрифуги и др.
  • В гальванотехнике: ванны для хромирования, анодные корзины, теплообменники, трубопроводы, подвески и др.
  • В газовой и нефтяной промышленности: фильтры, седла клапанов, резервуары, отстойники и др.
  • В криогенной технике: детали холодильников, насосов компрессоров, теплообменники и др.
  • В пищевой промышленности: сепараторы, холодильники, ёмкости для продуктов, цистерны и др.
  • В медицинской промышленности: инструмент, наружные и внутренние протезы, внутрикостные фиксаторы, зажимы и др.

Марки и классы титана

Титановая губка
ТГ-100ТГ-110ТГ-120ТГ-130ТГ-150
ТГ-90ТГ-Тв   
Титан технический
ВТ1-0ВТ1-00ВТ1-1
Титановый литейный сплав
ВТ14ЛВТ1ЛВТ20ЛВТ21ЛВТ3-1Л
ВТ5ЛВТ6ЛВТ9Л  
Титановый деформируемый сплав
АТ-6ВТ14ВТ15ВТ16ВТ20
ВТ22ВТ23ВТ3-1ВТ5ВТ5-1
ВТ6ВТ6СВТ9ОТ4ОТ4-0
ОТ4-1ПТ3ВПТ7МТС6 

Производство никелида титана

Плавку производят в вакуумно-гарнисажной или электродуговой печи с расходуемым электродом в защитной атмосфере (гелий или аргон). Шихтой в обоих случаях служит йодидный титан или титановая губка, спрессованная в брикеты, и никель марки Н-0 или Н-1. Для получения равномерного химического состава по сечению и высоте слитка рекомендуется двойной или тройной переплав. При выплавке в дуговой печи рекомендуется сила тока в 1,2 кА, напряжение — 40 В, давление гелия — 53 МПа. Оптимальный режим остывания слитков с целью предотвращения растрескивания — охлаждение с печью (не больше 10 ˚C/с). Удаление поверхностных дефектов — обдирка наждачным кругом. Для более полного выравнивая химического состава по объёму слитка проводят гомогенизацию при температуре 950—1000 ˚C в инертной атмосфере.

Область применения титановых сплавов

Титан обладает прекрасными конструкционными свойствами: он прочен (вдвое прочнее алюминия), легок (почти вдвое легче стали), упруг, не ржавеет, хорошо выдерживает напряжения растяжения, сжатия и скручивания. От широкого применения легкого и прочного металла сдерживает его высокая стоимость и сложность обработки. Из титана делают самые ответственные высоконагруженные детали в аэрокосмической отрасли — там, где малый вес важнее высокой цены. Это как детали планера самолета, так и детали двигателя — крыльчатки нагнетателей и воздухозаборники.

Область применения титановых сплавов

Титан также широко применяется в производстве вооружений — от деталей стрелкового оружия и бронежилетов до корпусов подводных лодок, выдерживающих погружение на рекордные глубины в 1000 метров.

В нефтегазовой отрасли литье титановых сплавов применяется для изготовления труб и запорной арматуры для установок нефтегазодобычи, нефтепроводов и нефтегазоперерабатывающих заводов.

Прокат и литье из титана применяется также для производства деталей элитных и гоночных автомобилей и мотоциклов, велосипедов и часов.

Благодаря физиологической инертности из титановых сплавов делают также зубные и костные протезы.

Похожие новости

14/12/2018

​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) к концу 2020 года планируют создать аппаратно-программный комплекс, который позволит легко и безопасно делать коллиматоры – устройства, защищающие здоровые ткани во время лучевой терапии; проект получил грант РНФ в размере 15 миллионов рублей, сообщил РИА Томск доцент Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Юрий Черепенников.

1132

07/09/2018

Доцент Инженерной школы новых производственных технологий Томского политехнического университета Дамир Валиев представил исследование на одной из ведущих международных конференций по физике оптических материалов и устройств «ICOM 2018 Conference on the Physics of Optical Materials and Devices​», которая недавно прошла в городе Игало (Черногория).

728

04/09/2019

​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1).

995

29/06/2019

​Сотрудники СФТИ ТГУ при поддержке РНФ проводят исследования предела функциональных возможностей никелида титана – самого популярного материала с памятью формы. Ученые анализируют поведение сплава в условиях высокой температуры и повышенной нагрузки, а также создают новые режимы термообработки для улучшения функциональных свойств.

570

31/07/2019

​Физики Томского государственного университета (ТГУ) на основе дешевых материалов создали синие органические светоизлучающие диоды (OLED — organic light emitting diode), которые необходимы для создания дисплеев телефонов и телевизоров.

515

07/11/2019

​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.

774

30/03/2017

В лаборатории радиационного и комического материаловедения ТУСУРа завершаются работы по созданию интеллектуальных отражающих покрытий на основе соединений титаната бария, нанесённых детонационным методом.

1711

21/02/2017

​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России — Центре Илизарова.

2778

12/07/2017

Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.

1728

Свойства нитинола

Физические свойства:

  • плотность нитинола – 6450 кг/м3;
  • плавление при температуре – 1300°С;
  • расширение при нагревании – 6,6·10-6;
  • тепловая проводимость – 18 Вт/м·град.;
  • упругость (модуль) – 40000 Па;
  • сверхупругость – выше стали в 20 раз;
  • сопротивление электротехническое – 76 Ом;
  • пластичность – высокая.

Нитинол – сплав, обладающий такими технологическими свойствами, как:

  • высокая коррозионностойкость;
  • высокая прочность;
  • запоминание исходного состояния;
  • восстановление до исходного состояния до 1 000 000 раз;
  • гашение вибраций;
  • допустимая деформация – 8%;
  • допустимое растяжение – до 12%;
  • внутреннее напряжение при восстановлении – 800 МПа;
  • предел прочности– 1000 МПа;
  • демпфирование – выше чугуна.

Из-за своих свойств нитинол плохо обрабатывается в холодном состоянии. Высокое значение упругости увеличивает силу трения и вызывает повышенный износ при контакте сплава с валами прокатных станов или штампов. При обработке резанием требуются высокотвердые материалы. Низкая теплопроводность препятствует отводу тепла от заготовки.

К термической обработке предъявляются особые требования по причине того, что за счет нее производится регулирование температурного диапазона внутренних фазовых изменений. За образование обогащенных никелем фаз отвечает температура и продолжительность выдержки. При снижении количества молекул никеля в матрице повышается температурный предел фазовых изменений.

Способы придания соответствующих качеств нитинолу сочетают в себе холодную и термическую виды обработки. Этим же способом производится регулирование основных свойств нитинола.

Характеристика основного назначения нитинола (восстановление первоначальной формы) подразделяется на следующие типы:

  • Свободное восстановление. Измененная форма при низкой температуре восстанавливается при нагревании.
  • Принудительное восстановление. Процессы, протекающие внутри сплава аналогичны первому типу, но восстановление происходит при его умышленном подавлении. При этом возникают значительные внутренние напряжения.
  • Пружинные. При восстановлении изделия из нитинола происходит динамическое перемещение им другого предмета.

Производство нитинола осложнено тем, что трудно выдержать необходимые пропорции материалов, а при плавлении титан легко взаимодействует с кислородом, углеродом и азотом. При взаимодействии молекулы титана покидают кристаллическую решетку, и снижается температурный предел фазовых изменений.

Для производства нитинола в настоящих условиях широко используются такие методы плавления как:

  • вакуумно-дуговой;
  • вакуумно-индукционный.

Плавка вакуумно-дуговым методом осуществляется в среде вакуума, за счет образования дуги при пропускании электрического тока через сырье и плиту. Тигелем служит медная форма, оснащенная водяным охлаждением, которая препятствует проникновению сторонних элементов в расплав.

Плавка вакуумно-индукционным методом осуществляется за счет изменения (индукции) электрических полей, при этом происходит нагрев сырья. Процесс протекает под вакуумом. Тигель для данного плавления изготавливается из чистого углерода, поэтому в сплаве содержание углерода повышено.

В лабораторных условиях не доказано преимущество одного метода плавки над другим.

Также применяются и другие методы плавки:

  • плазменно-дуговая;
  • электронно-лучевая;
  • гарнисажная индукционная;
  • термо-вакуумическое осаждение.

Материалы с эффектом памяти формы

Никелид титана

Лидером среди материалов с памятью формы по применению и по изученности является никелид титана (нитинол) — интерметаллид эквиатомного состава с 55 % Ni (по массе). Температура плавления — 1240—1310 ˚C, плотность — 6,45 г/см³. Исходная структура никелида титана стабильная объемно-центрированная кубическая решетка типа CsCl при деформации претерпевает термоупругое мартенситное превращение с образованием фазы низкой симметрии.

Элемент из никелида титана может исполнять функции как датчика, так и исполнительного механизма.

Никелид титана обладает следующими свойствами:

  • очень высокой коррозионной стойкостью;
  • высокой прочностью;
  • хорошими характеристиками формозапоминания; высокий коэффициент восстановления формы и высокая восстанавливающая сила; деформация до 8 % может полностью восстанавливаться; напряжение восстановления при этом может достигать 800 МПа;
  • хорошей биологической совместимостью;
  • высокой демпфирующей способностью.

К недостаткам материала относят плохую технологичность и высокую цену:

  • из-за наличия титана сплав легко присоединяет азот и кислород, для предотвращения окисления при производстве необходимо использовать вакуумирование;
  • оборотной стороной высокой прочности является затрудненность обработки при изготовлении деталей, особенно резанием;
  • в конце XX века никелид титана стоил чуть дешевле серебра.

При современном уровне промышленного производства изделия из никелида титана (наряду со сплавами системы Cu-Zn-Al) нашли широкое практическое применение и рыночный сбыт.

Другие сплавы

На конец XX века эффект памяти формы был обнаружен более чем у 20 сплавов. Кроме никелида титана, эффект памяти формы обнаружен в следующих системах:

  • Au—Cd — разработан в 1951 году в Иллинойском университете (США); один из пионеров материалов с памятью формы;
  • Cu—Zn—Al — наряду с никелидом титана имеет практическое применение; температуры мартенситных превращений в интервале от −170 до 100 ˚C; по сравнению с никелидом титана не подвержен быстрому окислению на воздухе, легко обрабатывается и в пять раз дешевле, но хуже по механическим (вследствие укрупнения зерна при термообработке), противокорозионным и технологическим свойствам (проблемы стабилизации зерна в порошковой металлургии), характеристикам формозапоминания;
  • Cu—Al—Ni — разработан в Осакском университете (Япония); температуры мартенситных превращения в интервале от 100 до 200 ˚C;
  • Fe—Mn—Si — сплавы этой системы наиболее дешевые;
  • Fe—Ni;
  • Cu—Al;
  • Cu—Mn;
  • Co—Ni;
  • Ni—Al.

Некоторые исследователи[кто?] полагают, что эффект памяти формы принципиально возможен у любых материалов, претерпевающих мартенситные превращения, в том числе и у таких чистых металлов как титан, цирконий и кобальт.

Противопоказания

Титановая нить для ногтей не имеет абсолютных клинических запретов на применение. Все противопоказания носят относительный характер.

Подологическую корректирующую систему не устанавливают при:

  • воспалениях в зоне инсталляции;
  • некоторых формах онихомикоза, при которых ногтевая пластина приобретает мягкость и рыхлую структуру;
  • онихолизисе – дистрофическом состоянии, характеризующемся разрушением анатомической связи ногтя с ложем при сохранении матричной структуры;
  • онихогрифозе – редком деструктивном поражении, преимущественно локализованном на пальцах нижних конечностей;
  • паронихии – воспалительном процессе околоногтевых тканей, сопровождаемом сильной болью при монтаже направляющей конструкции из нитинола;
  • сахарном диабете и невропатических состояниях, которые считаются условными клиническими ограничениями на проведение процедуры.

Титановая нить не устанавливается при грибковых поражениях ногтя. Их сначала следует вылечить. Ногтевая пластина, затронутая онихомикозом, меняет оттенок, мутнеет, теряет гладкость.

Она становится ломкой, шероховатой, расслаивается и крошится. Это препятствует инсталляции нитевой конструкции. Нужно устранить гиперкератотические изменения. При онихогрифозе ногтевая пластина утолщается.

Это приводит к расшатыванию фиксаторов корректирующей системы. Среди относительных противопоказаний числятся подногтевая гематома и дистальное отслоение, вызванное травматическими причинами.

После заживления каркасную конструкцию можно инсталлировать. При онихорексисе и онихошизисе установка титановой нити может привести к дальнейшему ухудшению структурного строения пластины.

Такие деструкции легко поддаются терапии, поэтому считаются относительными противопоказаниями для выполнения коррекции ногтя. При диабете раны долго заживают, а при невропатии сложно контролировать процесс исправления дефекта.

Температура — плавление — титан

Температура плавления титана, полученного методом иодидного рафинирования, равна 1665 5 С.

Химический состав некоторых магниевых сплавов.

Температура плавления титана зависит от степени его чистоты, поэтому она колеблется от 1660 до 1680 С. Еще существеннее наличие примесей влияет на механические свойства титана.

Химический состав некоторых магниевых сплавов.

Температура плавления титана зависит от степени его чистоты, поэтому она колеблется от 1660 до 1680 С.

Кристаллическая структура соединений системы Sn-Ti.

Олово понижает температуру плавления титана. Координаты эвтектической точки фТ1) Ti3Sn соответствуют: 17 ат. Результаты экспериментальных работ по влиянию Sn на переход ( ccTi) ( pTi) неоднозначны.

Как называют металлы с температурой плавления выше температуры плавления титана.

Восстановление четыреххлористого титана TiCU магнием происходит при температурах значительно ниже температуры плавления титана, поэтому титан в данном случае получается в виде спеченных кристаллов, которые называют губкой. Губку после дистилляции в вакууме или после выщелачивания водой хлористого магния переплавляют в среде аргона.

Диаграмма состояния железо-титан.

Из диаграммы состояния системы железо — титан ( рис. 14) следует, что железо резко снижает температуру плавления титана. Алюмино-термический ферротитан по химическому составу близок к интерметаллическому соединению Fe2 Ti, плавящемуся при температуре 1427 С.

ДСть Д С нзб — избыточная свободная энергия титана, углерода и карбида титана; AL — параметр взаимодействия в жидком растворе; х — атомная доля углерода в TiC; TXJ и TC — температуры плавления титана и углерода.

Титановые сплавы являются новым металлическим материалом, занимающим видное место. Температура плавления титана 1660 С, плотность 4 5 г / см3, с углеродом титан образует очень твердые карбиды. Титан удовлетворительно куется, прокатывается и прессуется, обладает высокой стойкостью против коррозии в пресной и морской воде, а также в некоторых кислотах.

Титановые сплавы являются новым металлическим материалом, занимающим видное место. Температура плавления титана 1660 С, плотность 4 5 г / см3, с углеродом титан образует очень твердые карбиды. Титан удовлетворительно куется, прокатывается и прессуется, обладает высокой стойкостью против коррозии в пресной и морской воде, а также в некоторых кислотах.

Электролиз ведут ниже температуры плавления титана, поэтому он получается в виде небольших кристаллов. Процесс сопровождается образованием на катоде продуктов неполного восстановления, которые могут перемещаться к аноду и окисляться на нем, что снижает выход по току.

Характеристики и свойства сплава

Кроме железа и никеля в сплавах применяют такие металлы, как хром, алюминий, вольфрам, титан, молибден и алюминий. В результате добавления данных элементов добиваются следующих физико-механических свойств:

  • механическая прочность, в зависимости от температуры среды применения — от 150 до 860 Мпа;
  • коэффициент проводимости тепла при нормальной температуре имеет значение от 17,5 Вт/м2*К до 24,5 Вт/м2*К;
  • стойкость к действию температуры до 1350°С;
  • выносливость при постоянной нагрузке до 190 Мпа;
  • модуль Юнга при нормальной температуре — от 2 Гпа до 19 Гпа;
  • окислительная интенсивность — 170 г/м2*ч;
  • средняя плотность — 8130 кг/м3.

Сплав железа с никелем обладает высокой жаропрочностью и поддается обработке после плавления, в результате чего поверхность защищают от действий коррозии. Их можно обрабатывать различными видами сварки, материал обладает пластичностью и стойкостью к окислениям агрессивных сред.


Температура плавления сплава

Литье титана по выплавляемым моделям

Этот метод чаще применяется при литье отливки небольшого размера со сложной конфигурацией или тонкими стенками.

Литье титана по выплавляемым моделям

Модели изготавливаются из воска или полистирола. Модель полностью повторяет конфигурацию готового изделия, но имеет увеличенные на величину литейной усадки размеры. Модель также включает в себя небольшие вертикальные стержни до уровня засыпки формы, применяемые для формирования литьевых отверстий. Через литники в форму поступает расплавленный металл. Модели объединяют в блоки, которые помещают в опоку, которую заполняют высокодисперсным графитовым порошком. Уплотнение производится вибрационным методом. Для достижения лучшего уплотнения порошка уплотнение производят послойно. По готовности форму с блоком моделей помешают в вакуумированную камеру и заливают в нее расплав.

Раскаленный жидкий металл расплавляет материал модели и вытесняет его в виде газов прямо через стенки формы. Расплав заполняет форму, в точности повторяя все детали ее рельефа. Остывание отливок проводится по специальному графику, чтобы снизить вероятность возникновения остаточных напряжений в металле.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации