Các loại Titan và công dụng của Titan

Các loại Titan và công dụng của Titan

Các mác và công dụng

Thường dùng hợp kim titan với Al và các nguyên tố mở rộng vùng β:

• V, Mo (không tạo thành cùng tích)
• Cr, Mn, Fe (tạo ra cùng tích).

Bảng 6.4 và 6.5 trình bày thành phần hóa học và cơ tính của một số mác hợp kim titan biến dạng của Nga.

Hợp kim α với hai mác điển hình là BT5 và BT5-1 được hợp kim hóa chủ yếu bằng Al có độ bền trung bình ở nhiệt độ thường, có cơ tính cao ở nhiệt độ cực lạnh, có tính bền nóng và hợp kim trở nên nhẹ hơn.

Về tính công nghệ chúng có tính hàn tốt và tính gia công cắt bảo đảm.

Tính dẻo ở nhiệt độ thường không cao, ở trạng thái nóng hợp kim rất dễ rèn, dập, cán và do đó được cung cấp dưới dạng tấm, thỏi, dây, vật cán định hình.

Hợp kim Ti – Al được hợp kim hóa thêm Mn ngoài tổ chức α là chủ yếu ra còn có một lượng nhỏ pha β (1 – 2%) được gọi là hợp kim α giả với các mác OT4 – 1, OT4 và OT4 – 2.

Do chứa ít Al và có pha β OT4 – 1 và OT4 – 2 có tính dẻo ở nhiệt độ thường tốt hơn, dễ gia công áp lực ở trạng thái nguội và chỉ khi chế tạo các chi tiết phức tạp mới phải nung nóng tới 500 – 7000C. OT4 – 2 do chứa nhiều Al nên gia công áp lực phải ở trạng thái nóng.

Nhược điểm của nhóm này là không nhiệt luyện hóa bền được và có khuynh hướng giòn hyđrô.

Hợp kim (α + β) có ưu điểm lớn là có sự kết hợp tốt giữa cơ tính và tính công nghệ và có thể nhiệt luyện hóa bền được.

Ở trạng thái ủ và tôi, nó có tính dẻo cao, còn sau khi tôi và hóa già có độ bền cao.

Lượng pha β càng nhiều khả năng hóa bền càng mạnh.

Tăng lượng pha β bằng hợp kim hóa thêm bởi Mo, V, Cr. Loại hợp kim này cũng có thể đem gia công cắt và hàn.

Sau khi hàn cần phải đem ủ để nâng cao độ dẻo của mối hàn.

Hợp kim β ít dùng trong công nghiệp, vì muốn tạo thành tổ chức hoàn toàn β phải dùng một lượng lớn nguyên tố hợp kim như V, Mo, Nb, Ta là các nguyên tố đắt, hiếm và làm nặng hợp kim.

Hiện chỉ dùng BT15 có tổ chức β giả (vì ngoài β là chủ yếu còn có một ít α). BT15 có khối lượng riêng tương đối nhỏ (4,8g/cm3), cơ tính cao. Nhược điểm của nó là mối hàn có độ dẻo thấp.

Cơ tính của các hợp kim titan

Ngoài loại biến dạng trong kỹ thuật cũng dùng hợp kim titan đúc. Tuy nhiên việc đúc hợp kim titan không đơn giản vì nó hấp thụ khí mạnh, tác dụng với vật lIệu làm khuôn.

Trong các vật liệu kết cấu, hợp kim titan là vật liệu kết cấu có độ bền riêng cao nhất – σb / γ = 22(km) –

do có độ bền cao như thép hợp kim trong khi đó khối lượng riêng chỉ bằng khoảng 60%.

Khi thay thế thép bằng hợp kim titan, khối lượng của chi tiết giảm đi tới 40%.

Cùng với các đặc tính như bền nóng, chống ăn mòn cao, các hợp kim titan được ứng dụng ngày một rộng rãi trong các ngành kỹ thuật: chế tạo máy bay, tên lửa, đóng tàu, công nghiệp hóa học.

Trong chế tạo máy bay nó được làm thân máy bay siêu âm với tốc độ 3 – 3,5 lần so với tốc độ âm khi bề mặt bị nung nóng tới 450 – 5000C (hình 6.16),

làm các chi tiết của động cơ máy bay phản lực (đĩa và cánh của máy ép, các chi tiết của lỗ hút không khí), vỏ tên lửa tầng thứ hai và tầng thứ ba (trong loại tên lửa nhiều tầng),

bình và bình cầu chứa khí nén và khí hóa lỏng, vỏ tàu biển, tàu ngầm, ngư lôi.

Trong công nghiệp hóa học làm lò phản ứng cho các môi trường ăn mòn mạnh, khí cụ bay hơi, bơm, bộ trao đổi nhiệt, quạt.

Trong kỹ thuật chân không làm chất hấp thụ khí, các chi tiết điện tử, chân không…