II. Титан и сплавы на основе титана.

Титан – твердый металл. Его твердость в 4 раза больше твердости меди и в 12 раз – алюминия. По распространенности в земной коре титан занимает среди металлов 4 место, уступая лишь алюминию, железу и магнию. Титан - металл полиморфный, при температуре < 882⁰С имеет кристаллическую решетку ГПУ - Ti_α, при Т > 882⁰С ОЦК кристаллическую решетку Ti_β. Температура плавления Ti – 1685⁰С. Теплопроводность составляет при 20⁰С λ = 18,85 Вт · м^о · к – в 13 раз ниже, чем у алюминия. Плотность Ti – 4500 кг/м³, удельное электросопротивление - 42 · 10^-8 Ом·м, что в 15 раз выше, чем у алюминия.

Технический титан маркируют в зависимости от содержания примесей ВТ1-0 (сумма примесей ≤ 0,55%); ВТ1-00 (сумма примесей ≤ 0,398%).

Сплавы титана в зависимости от добавленных легирующих элементов делятся на 3 группы:

α-сплавы (группа элементов расширяет область существования α-модификации – Al, Cr, Ce, La, C, O, N) – ВТ5, ВТ5-1;

α + β-сплавы (двухфазные – группа элементов расширяет область существования β-модиификации – Мо, V, Nb, Ta, Zr, Hf, W, Cr, Mn, Fe, Co, Si, Ag и др.) – ВТ6, ВТ14, ВТ2;

β-сплавы ( сплав ВТ32).

Основные легирующие элементы: Al – повышает прочность сплава, жаропрочность. Кроме алюминия титановые сплавы легируют Sn, Mn, V, Mo и другими элементами в различных количественных соотношениях, что обеспечивает получение необходимых свойств.

Титановые сплавы в зависимости от их состава и назначения можно подвергать отжигу, закалке, старению и ХТО (азотирование, цементация и др.).

Прочность титановых сплавов с однофазной структурой достигает σ_в = 750-1000 МПа; α + β структурой σ_в = 900-1250 МПа; β – структурой σ_в = 800-1200 МПа.

Таблица 1

Химический состав и механические свойства титановых сплавов

Структура группа	Система легирования	Марка сплава	Средний хим. состав, % (по массе)	Плот-ность, г/мм3	σв, МПа	δ, %
α	Ti Ti - Al Ti – Al - Mn	ВТ1-0 ВТ5 ВТ4-1	5 Al, основа Ti 2 Al; 1,5 Mn; основа Ti	4,5 4,5 4,55	220 700-950 600-750	30 10-15 20-40
α + β	Ti – Al – V Ti – Al – Mo - V	ВТ6 ВТ14	6,0 Al; 4,0 V; основа Ti 4,5 Al; 3,0 Mo; 1,0 V; основа Ti	4,43 4,52	900-1000 1150-1400	10 6-10
β	Al – Mo - Cr	ВТ15	4,0 Al; 8 Мо; 11 Cr ; основа Ti	4,89	1300-1500	3-6