Титан у легованих сталях - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Титан у легованих сталях
Використання елементів підгрупи титану. Титан вдвічі легше стали, а титанові сплави в. 3 рази міцніше алюмінієвих, в 5 разів міцніше магнієвих сплавів і перевершують деякі спеціальні сталі, тоді як їх щільність значно менше, ніж останніх. Тому титан та сплави на його основі широко використовуються в авіа- та суднобудуванні, космічній техніці. Крім того, титан і цирконій використовуються як легуючі добавки до чорних і кольорових сплавів, так і як основа конструкційних матеріалів, здатних працювати в екстремальних умовах. Для легування сталей і модифікування чавунів зазвичай використовують феротитан і фероцирконій (сплави із залізом, що містять 20-40% Ti або Zr). Добавка до сталі вже 0,1% Ti сприяє підвищенню її твердості та еластичності. Така сталь йде на виготовлення рейок, вагонних осей і т. п. Добавки цирконію в такій кількості різко підвищують в'язкість сталі (броньові плити).[c.244]
За складом нержавіючі сталі діляться іа хромисті та хромонікелеві. Крім основних елементів (вуглецю, хрому, нікелю) нержавіючі сталі можуть бути додатково леговані молібденом, титаном, ніобієм, міддю, кремнієм, які вводять у сталь підвищення її корозійної стійкості, механічних і технологічних властивостей.[c.41]
Чинники, що впливають на міжкристалітну корозію. Склад стали. Корозійностійкі аустенітні сталі містять поряд з хромом, нікелем та інші легуючі добавки молібден, кремній, титан, ніобій, марганець і т.д.[c.446]
Основними легуючими елементами стали хром, нікель, молібден, вольфрам, ванадій, титан, алюміній, марганець, кремній, бор. Неминучими домішками всталях є марганець, кремній, фосфор, сірка. Легуючі елементи, що вводяться в вуглецеву сталь, змінюють склад, будову, дисперсність та кількість структурних складових та фаз. Фазами легованої сталі можуть бути тверді розчини – легований ферит та аустеніт, спеціальні карбіди та нітриди, інтерметаліди, неметалеві включення – оксиди, сульфіди, нітриди. Як правило, за рахунок легування підвищуються характеристики міцності сталі (межі міцності і плинності).[c.66]
Корозійну стійкість сталей, а також їх тривалу міцність підвищують додаванням іри плавки легуючих елементів. Як легуючі елементи застосовують хром, нікель, молібден, титан і т. д. Наявність їх у сталі в різних поєднаннях і кількостях дозволяє надати їй необхідні фізико-механічні властивості, у тому числі високу опірність корозії в агресивних середовищах при різних температурах.[c.22]
Перші два сплави іноді легують титаном або ніобієм для підвищення допустимого вмісту вуглецю та азоту. Всі ці сплави можна загартувати від 925 ° С без погіршення корозійних властивостей. Завдяки тому, що вони зберігають пасивність в агресивних середовищах, їх корозійна стійкість зазвичай вища, ніж у звичайних феритних та деяких аустенітних сталей нержавіючих, представлених в табл. 18.2. Вони більш стійкі, наприклад у розчинах Nal, HNO3 та різних органічних кислот. Якщо з якоїсь причини відбувається локальна або загальна депасивація цих сталей, то вони корродирують з більшою швидкістю, ніж активовані аустенітні нержавіючі сталі, що містять нікель, що мають у своєму складі такі ж кількості хрому і молібдену [8, 9].[c.301]
Руйнування пічних труб внаслідок впливу на сталь азоту. Вперше руйнування пічних труб віддії азоту на сталь було виявлено на установках, де створилися умови для дисоціації аміаку на водень та азот. Цей процес протікає при температурах вище 400 °С, а при температурах понад 600 °С молекулярний азот дисоціює з утворенням активного атомного азоту, який дифундує вглиб сталі та викликає розміцнення її структури. З цим явищем довелося зіткнутися з вивчення роботи ядерних реакторів, де відведення тепла здійснюється струмом чистого азоту. Особливо активно реагують із нею нержавіючі сталі, містять хром, алюміній, титан та інші легуючі елементи.[c.161]
Здатність титану та цирконію поглинати водень, а також сполучатися при високих температурах з азотом, сіркою та киснем лежить в основі застосування цих металів як присадок при виробництві сталей. Титан і цирконій з'єднуються з домішками, що знаходяться в розплавленій сталі (Ог, 5, N2, Нг) і цим запобігають виділенню останніх при затвердінні сталі - лиття виходить однорідним і не містить порожнеч. Крім того, цирконій використовується як легуючий компонент деяких нержавіючих і жароміцних сталей.[c.285]
Введення добавок, що легують, надає сталям спеціальні властивості. Так, існують сталі нержавіючі (легування хромом, нікелем та іноді титаном), жаростійкі (хром, кремній, алюміній, молібден), швидкорізальні (хром, ванадій), конструкційні (хром, марганець, нікель та ін.).[c.415]
При виплавці сталей у них вводять легуючі добавки, як використовують кремній, марганець, кобальт, нікель, ванадій, хром, вольфрам, молібден, титан, алюміній та інші метали. Змінюючи склад, можна отримати сталі, що мають підвищену міцність, зносостійкість, корозійну стійкість (нержавіючі сталі).[c.287]
Для підвищення опору КР маловуглецеві сталі легують елементами, що зв'язують вуглець і азот у сполуки, нерозчинні у фериті та аустеніті. До таких елементів відноситься титан, введення якого помітно збільшує стійкість до КР. Легування сталей хромом, молібденом, алюмінієм, марганцем та ванадієм теж підвищує опір КР. Збільшення вмісту фосфору знижує стійкість м'яких сталей до КР.[c.69]
Встановлено, що титан як легуючий елемент підвищує схильність до пасивації низьколегованих сталей (рис. 55).[c.73]
Негативний вплив вуглецю на схильність до я.к. було встановлено при дослідженні, конструкційної сталі Х13ЮС в області температур до 1000 ° С [54 - 56] і пояснено окисленням залізохромистих карбідів (Ре, Сг)7Сз. У роботі було запропоновано два шляхи для виключення я.к. Перший полягає у зниженні вмісту вуглецю до значень менших або дуже близьких до його граничної розчинності в хромистому ферит при кімнатній температурі. Цей шлях важко здійснити при масовому виробництві сплавів. Другий шлях полягає в тому, щоб легувати сталь елементами, що утворюють термодинамічно стабільні та важкорозчинні карбіди у кількостях, що виключають виділення карбідів хрому із залізом. Як такі елементи були використані титан і ніобій. Можна розрахувати мінімально необхід-[c.95]
Електронним і кроскопічним аналізом було встановлено, що накопичення на поверхні сплаву (титан, нержавіюча сталь) легуючого шляхетного компонента (Рс1) відбувається не у вигляді суцільного шару, а у вигляді окремих дрібних дискретних частинок. На рис. І показаний вид частинок паладію, що накопичуються на поверхні нержавіючої сталі Х25 + +0,5 Р(1 при її корозії в розчині 10%-ної сірчаноїкислоти при 25° протягом 2,3 і 10 хв. активного розчинення [88]. Однак такий характер накопичення атомів стійкого компонента при утворенні корозійностійкої структури на поверхні твердого розчину не повинен розглядатись[c.36]
Основний шлях підвищення водостійкості стали полягає у виборі таких її марок, які містять легуючі компоненти (хром, молібден, ванадій, титан, вольфрам, ніобій, цирконій) і утворюють більше[c.151]
Застосування. Титан є дуже важливим конструкційним матеріалом для сучасної техніки. Титан та його сплави відрізняються високою міцністю, легкістю, тугоплавкістю, хімічною стійкістю за нормальної температури. Титан використовують як легуючу добавку і як речовину, що зв'язує кисень, азот, водень та інші домішки в металі в малорозчинні з'єднання (останні видаляються в шлак). Ферротитан додають у спеціальні марки сталей для підвищення їх корозійної стійкості та механічної міцності при високих температурах [ферротитан отримують алюмотермічним відновленням (флюс СаО) попередньо обпаленого (для видалення сірки) концентрату РеТЮз], Пристрої, виготовлені з титану та його сплавів, c.511]
Особливості конструювання елементів корпусів судин із аустенітних сталей. Основним технологічним прийомом виготовлення корпусів судин із аустенітних сталей є зварювання. При конструюванні зварних корпусів необхідно враховувати дефіцитність і високу вартість аустенітних сталей (в 1,5— 3,9 раза дорожче за якісно конструкційну сталь залежно від складу та сортаменту). З високолегованих сталей слід виготовляти ті елементи корпусу, які піддаються впливу агресивної середовища, виконуючи інші деталі з вуглецевих сталей але ГОСТ 380 -71. Приперегріві в процесі зварювання можливе вигоряння легуючих елементів та утворення карбідів хрому з наступними втратами антикорозійних властивостей і появою заслінності до міжкристалітної корозії. Для виключення останньої в зварних конструкціях використовують аустенітні сталі, що додатково леговані титаном, який пов'язує карбіди хрому.[c.115]
Використання кобальту у техніці. Кобальт використовується як легуючий метал у сталях, надаючи їм особливі властивості (сталі нержавіючі, інструментальні, з особливими магнітними властивостями). Кобальт також є основою жароміцних сплавів, ліп, юванних титаном, хромом, молібденом та іншими металами. Велика кількість кобальту використовується у виробництві надтвердих матеріалів на основі карбідів титану і вольфраму.[c.315]
Нафтовий кокс знайшов застосування для виробництва фердосплавів (феромарганець, феросиліцій, ферохром і т. п.) [16]. За допомогою феросплавів у сталі вводять легуючі елементи - марганець, хром, нікель, модибден, титан та ін.[c.14]
Лігатур Ы.1Б металургії чорних і кольорових металів титан застосовується в якості розкислювача і деазотизатора, так як він енергійно з'єднується з киснем і азотом, утворюючи сполуки, що йдуть в шлак. -12% Т1), алютит (40% А1, 22-50% Т1 і до 40% Сі). Очищення від кисню сприяє утворенню тонкої щільної структури сталі, що має підвищені механічні властивості. Титан зв'язує і сірку, що викликає червоноломкість сталі, х/ При введенні титану в якості легуючої добавки в хромо-нікелеві нержавіючі сталі (до 0,8%) утворюються включення карбідів титану, що підвищують жаростійкість і зменшують схильність до міжкристалітної корозії при зварюванніобробці. Присадка 0,05-0,15% титану до звичайної вуглецевої сталі облагороджує її і покращує механічні властивості. Введення титану в алюмінієво-магнієві сплави (до 0,6%) покращує їх механічні властивості, підвищує корозійну стійкість та стійкість до окиснення при нагріванні [II, 35].[c.242]
Дрейлі і Разер 2, 8] пояснюють факти, що спостерігаються тим, що що виділяється на поверхні розділу метал-оксид газоподібний водень руйнує захисну оксидну плівку. Якщо алюміній контактує з електронегативним металом або легований нікелем або залізом, то можна припускати, що іони Н+ розряджаються на катодних ділянках, а не на алюмінії, і оксидна плівка залишається неушкодженою. Однак корисну дію катодних ділянок можна пояснити [91 анодною пасивацією або катодним захистом алюмінію. Цей вплив подібно до дії легуючих добавок платини і паладію (або контакту з ними) на нержавіючу сталь аналогічним чином ці метали пасивують також титан в кислотах (див. Розд. 5.4).[c.344]
Незважаючи на перелічені переваги, применс-Н1 з окислювачів пов'язано з такими недоліками. Зазвичай попередня підготовка проби до аналізу полягає у перекладі аналізованого матеріалу в розчин за допомогою обробки різними кислотами найчастіше застосовують азотну кислоту або її суміш із хлороводневою або сірчаною кислотою. Так, мідні сплави розчиняють в азотній кислоті, причому містяться в них елементи - залізо, олово та інші-перетворюються на сполуки вищих ступенів окислення. При аналізі різних чавунів і сталей необхідно визначати ванадій, молібден, вольфрам, титан і інші інші легуючі елементи, які внаслідок обробки проби окислювальними агентами також містяться в отриманому розчині у вищихступенях окислення. Залізні руди містять оксиди заліза розчиняючи їх у хлороводневій кислоті з добавками різних окислювачів, одержують залізо в ступені окислення +3 і т. д.[c.435]
У складі маловуглецевої сталі зазвичай присутні вуглець, марганець, кремній, сірка, фосфор, кисень, азот, водень, а також можуть бути добавки легуючих елементів, що використовуються як розкислювачі хром, алюміній, бор, ванадій, титан, молібден. Зміст кожного із зазначених елементів у маловуглецевої сталі становить десяті чи соті частки відсотка. Тим часом, їх вплив на схильність стали до крихкості при зниженні температури може виявитися значним, хоча питому вагу впливу кожного елемента визначити дуже важко. Тому дослідники розглядають властивості чистих сплавів а-же-за з регульованими добавками різних елементів [48], а промислові сталі оцінюють із застосуванням методів статистичного аналізу [49].[c.39]
Позитивний вплив на стійкість маловуглецевих сталей до корозійного розтріскування в розчинах нітратів легує карбідоутворюючими елементами -маргандйм, хромом, вольфрамом, молібденом і титаном. У таких середовищах дуже стійке до корозійного розтріскування залізо, леговане алюмінієм у кількості 0,5%, загартоване, а потім відпущене. Легуючи вуглецеві сталі ураном, можна значно підвищити їх стійкість до розтріскування в розчинах нітратів. Нарешті, показано, що після холодної прокатки чисте, а також леговане карбідоутворюючими елементами залізо досить стійке проти нітратного розтріскування [100].[c.121]
Дивитися сторінки де згадується термінТитан у легованих сталях :[c.28] [c.151] [c.215] [c.86] [c.294] [c.86] [ c.375] [c.8] [c.43] [c.46][c.50] [c.50] [c.157] Практичний посібник з неорганічного аналізу (1966) - [c.658]
Практичний посібник з неорганічного аналізу (1960) - [c.602]