Сварка титана и его сплавов

В Швеции было исследовано коррозионное поведение 17 различных сплавов, применяемых в трубчатых теплообменниках. Испытания проводили в чистой воде Балтийского моря (содержание хлоридов 4 мг/кг) при температуре 50 С и скорости потока от 2 до 5 м/с. Продолжительность экспозиции 15000 ч [240]. В этих условиях абсолютной коррозионной стойкостью обладали титан. Сплав 825 и молибденовые аустенитные нержавеющие стали — эти металлы не корродировали даже в щелях сложной формы. Межкристаллитная коррозия наблюдалась на примыкающих к сварным швам участках ферритных молибденовых нержавеющих сталей, но позже было установлено, что эти образцы перед сваркой случайно подверглись цементации. Алюминиевые и некоторые медные сплавы при использованных скоростях потока подвергались эрозионной коррозии. Сплав 70—30 Си—Ni—Fe сохранял стойкость при скорости воды от 4 до 5 м/с. [c.201]

Титан легко насыщается газами (водородом, кислородом) и становится хрупким. Поэтому обработку титана в частности его сварку необходимо проводить в Защитной среде. Наибольшее распространение получила аргонодуговая сварка титана [33, с. 262—270]. Технический титан ВТ 1, особенно высокой чистоты (ВТ 1-0 и ВТ1-00) более стоек к наводораживанию при сварке, чем сплав 0Т4, поэтому его можно использовать для напряженных сварных конструкций, работающих в кислых средах [38]. [c.128]

Титан можно соединять сваркой плавлением с цирконием, ниобием, танталом, ванадием и молибденом. При аргоно-дуговой и электроннолучевой сварке соединения сплава 0Т4 с цирконием, ниобием, танталом и ванадием, выполненные без присадочного металла, пластичны разрушение этих соединений происходит по менее прочному металлу при нагрузке, соответствующей пределу прочности последнего. [c.276]

Легирование титаном или ниобием. Легирование аустенитных сплавов небольшими количествами элементов, обладающих большим сродством к углероду, чем хром, предотвращает диффузию углерода к границам зерен. Уже имеющийся здесь углерод взаимодействует с титаном или ниобием, а не с хромом. Сплавы такого рода называют стабилизированными (например, марки 321, 347, 348). Они не проявляют заметной склонности к межкристаллитной коррозии после сварки или нагрева до температур сенсибилизации. Наилучшей стойкости к межкристаллитной коррозии при нагреве сплава до температур, близких к 675 °С, достигают в результате предварительной стабилизирующей термической обработки в течение нескольких часов при 900 °С [14, 19]. Эта обработка эффективно способствует переходу имеющегося углерода в стабильные карбиды при температурах, при которых растворимость углерода в сплаве ниже, чем при обычно более высокой температуре закалки. [c.307]

При сварке обычно применяют сварочные электроды, содержащие ниобий, а не титан. Последний окисляется при повышенных температурах, и имеется опасность, что его содержание уменьшится и окажется недостаточным для стабилизации свариваемого сплава. Потери ниобия в результате окисления меньше. [c.307]

Технический титан поддается всем видам механической обработки штамповке, ковке, резке, сварке и прокатке. Титановые сплавы труднее обрабатываются. При обработке титана применяется мокрое шлифование, так как его пыль взрывоопасна. [c.150]

Титан и его сплавы используют в возрастающем масштабе в промышленности благодаря преимуществу их специальных характеристик. Такие свойства, как относительно высокая прочность, превосходная общая коррозионная стойкость и плотность, промежуточная между алюминием и сталью, делают титан перспективным конструкционным материалом. Прогресс в производстве титана способствовал получению различных полуфабрикатов из титановых сплавов от проволоки и фольги до крупногабаритных заготовок. Возможно также производство деталей методами литья и порошковой металлургии. Большинство технологических операций на титане совершаются при высоких температурах. Вследствие большой реактивности сплавов титана и тенденции к загрязнению поверхности необходимо соблюдение мер предосторожности при его производстве. Однако реактивность, особенно способность титана растворять собственные окислы, может быть использована в производстве сложных деталей методами диффузионной сварки. [c.413]

Сварку гафния с гафнием и гафния с титаном, цирконием и его сплавами производят электродуговым способом с применением вольфрамового электрода. Поскольку в процессе сварки возможно загрязнение шва вольфрамом, этот способ считается не вполне удовлетворительным, и ведутся исследования по подбору электродов для электросварки, которые обеспечили бы пластичные швы. В процессе сварки на воздухе гафний реагирует с элементами атмосферы с образованием окиси, нитридов, а в присутствии углерода — и карбидов, вследствие чего швы становятся хрупкими. Для получения пластичных и коррозионностойких швов рекомендуется проводить [c.108]

Сварка — один из основных технологических процессов в производстве химической аппаратуры из сплавов титана. В связи с этим большое значение приобретает коррозионная стойкость сварных соединений титана. Можно считать установленным, что сварные соединения титана по стойкости в тех условиях, в которых рекомендуется применение титана, практически равноценны основному металлу. Это особенно относится к средам, в которых титан находится в устойчивом пассивном состоянии (кислородные соединения хлора, растворы хлоридов, азотной кислоты и др.). [c.182]

При этом методе можно получать двухслойные и многослойные заготовки из самых различных пар металлов и сплавов, не сваривающихся при пакетном способе производства биметаллов. Наличие Б стали повышенного количества углерода, хрома, вольфрама и других легирующих элементов не является препятствием для сварки. В тех же случаях, когда между основным и плакирующим слоями при нагревах возможно образование хрупких интерметаллических соединений (например, между титаном и железом), можно изготовлять заготовки с тонкими прослойками между отдельными слоями. Опыт показал, что можно приваривать взрывом весьма тонкие плакирующие слои, порядка 0,2—0,3 мм. Разделяя отдельные слои между собой, например, титан и железо слоем хрома, тантала или ванадия, можно избежать появления хрупких интерметаллических соединений на всех технологических переделах и при эксплуатации изделий при повышенных температурах. [c.8]

Использование ОКГ для сварки ограничивается тем, что значительная часть материала в зоне сварки испаряется и распыляется. Характер испарения и количество испаряемого материала зависят от теплопроводности и отражательной способности поверхности данного материала. Так, например, медь, алюминий и ряд сплавов вследствие низкого давления паров и высокой теплопроводности довольно легко свариваются с помощью ОКГ, а титан и бериллий — плохо. Металлы группы железа занимают промежуточное положение. [c.19]

Титан и его сплавы обладают хорошими прочностными характеристиками при плотности, меньшей почти в 2 раза плотности сталей. На многих заводах химического машиностроения успешно освоена их сварка. [c.25]

К сплавам, структура которых представлена а-фазой с выделениями интерметаллидов, относится английский сплав — 2% Си, в котором содержание меди соответствует ее предельной растворимости в а-титане. В отожженном и закаленном состоянии этот сплав обладает такими же технологическими свойствами, как и технический титан. При старении сплав упрочняется на 30—50% за счет дисперсионного твердения и приобретает предел прочности 735—785 МН/м . Из сплава Т1 — 2% Си в Англии поставляют листы и полосы. Этот сплав подвергается сварке, причем пластичность сварного соединения практически равна пластичности основного металла [13]. [c.12]

Титан охрупчивается под действием водорода, образующегося в результате электрохимической коррозии или поглощаемого металлом из газовой фазы. С увеличением содержания водорода в свариваемом титане возрастает склонность к образованию холодных трещин в сварных конструкциях. Разрушение в большинстве случаев зарождается вблизи сварного шва в зоне термического влияния, что связано с повышенным содержанием в ней водорода. Холодные трещины в сварных соединениях возникают спустя некоторое время после сварки, причем инкубационный период может длиться несколько месяцев [13]. Из отечественных сплавов наиболее склонны к замедленному разрушению а-сплав ВТ5-1 и псевдо-а-сплавы 0Т4 и 0Т4-1. В литературе [211] указывается, что в напряженных изделиях из титановых сплавов возможно перераспределение водорода в поле упругих напряжений. По этой и другим причинам в сварных соединениях из титана и его сплавов наблюдается образование двух пиков повышенного содержания водорода (в 2— [c.77]

Некоторые физические свойства титана отличаются от аналогичных свойств широко распространенных конструкционных материалов. При температуре 882° С титан претерпевает кристаллографическое превращение выше этой температуры металл имеет о. ц. к. решетку, называемую р-фазой, а ниже — г. п. у, решетку, известную как а-фаза. Последняя характеризуется отношением с а=1,587, что значительно меньше, чем у других металлов с гексагональной решеткой, таких как магний, цинк и кадмий. Это означает наличие большего числа плоскостей скольжения, по которым может происходить деформация, и действительно высокочистый титан при комнатной температуре является сравнительно пластичным металлом. Допустимая деформация между отжигами составляет более 95%. Во многих сплавах с помощью фазового превращения можно получать некоторое повышение прочности, но это достигается ценой уменьшения пластичности. Таким образом, технически чистый титан достаточно мягок и легко поддается холодной штамповке, а более высокопрочные сплавы хорошо обрабатываются ковкой. Обработка резанием осуществляется с помощью обычного инструмента, но при меньших скоростях, чем для большинства других металлов и сплавов. Сварка титапа и большинства его сплавов может производиться аргоно-дуговым методом при защите аргоном обеих сторон шва. Основные физические свойства титана таковы [c.187]

Следует отметить, что мелкая стружка сплава цирконий — титан, содержащего примерно по 50% (по массе) каждого компонента, способна самовоспламеняться на воздухе. Сообщалось, что при сварке циркония с титаном область шва в большей степени подвержена коррозии, чем любой из этих двух металлов в отдельности [62]. Все это означает, что при использовании узлов, содержащих сварные соединения циркония и титана, следует принимать меры предосторожности при обработке таких участков резанием, а коррозионная стойкость швов должна быть проверена путем предварительных испытаний в тех средах, где будет эксплуатироваться данная конструкция. [c.202]

Для того чтобы обеспечить высокопрочные свариваемые сплавы высокой прочностью при криогенных температурах, был разработан сплав 2021 [124]. Это сложный сплав, в котором строго контролируется содержание И легирующих элементов. Так же как в сплаве 2219, в сплаве 2021 основное упрочнение обеспечивается последовательностью превращений фазы А1—Си. Однако зарождение упрочняющей фазы во время старения при повышенных температурах стимулируется в сплаве 2021 добавками кадмия и олова [128]. Получаемая в результате прочность несколько выше, чем в сплаве 2219. Добавка марганца в сплаве 2021 дает дополнительное упрочнение и регулирует размер зерна в процессе формирования полуфабриката. Титан способствуег измельчению зерна (является модификатором) и добавляется в сплав вместе с цирконием и ванадием для уменьшения трещино-образования при сварке. В сплаве 2021 ограничивается содержание магния, чтобы исключить образование нерастворимой фазы М 25п, которая препятствует зарождению выделений [125]. [c.239]

Титан является наиболее распространенным конструкционным материалом после стали, алюминия и магния. Он обладает рядом ценных свойств малой плотностью, высокой прочностью и коррозионной стойкостью, однако его получение в настоящее время является сравнительно новым делом. При соединении титана лучпше результаты дает аргонодуговая сварка. Титан можно сваривать бронзой, осуществляя нагрев несколькими способами, в том числе газовым пламенем с небольшим избытком ацетилена. Перед сваркой поверхность кромок должна быть тщательно очищена. Тптан хорошо сплавляется также и с твердыми припоями, в качестве которых применяют сплавы на основе серебра необходимо, однако, учитывать, что излишнее расплавление припоя повьппает хрупкость соединения. Во избежание хрупкости металла вследствие поглощения кислорода, азота п водорода сварку титана следует проводить с применением флюса. Технические флюсы содержат 30—70% KHFj, 20—30% КС1 и 1—20% БаЙг при высоких температурах хлориды могут вызывать коррозию шва вследствие появления в нем термических напряжений, поэтому получение хороших результатов во многом зависит от квалификации сварщика. [c.596]

Много ванадия как такового, а также в виде феррованадия используется для улучшения свойств специальных сталей, идущих на изготовление паровозных цилиндров, автомобильных и авиационных моторов, осей и рессор вагонов, пружин, инструментов и т. д. Малое количество ванадия подобно титану и марганцу способствует раскислению, а большое количество увеличивает твердость сплавов. Ниобий и тантал, как дорогие металлы, применяют для легирования сталей только в тех случаях, когда необходима устойчивость по отношению к высокой температуре и активным реагентам. Сплавы алюминия с присадкой ванадия используются как твердые, эластичные и устойчивые к действию морской воды материалы в конструкциях гидросамолетов, глиссеров, подводных лодок. Ниобий и ванадий — частые компоненты жаропрочных сплавов. Ниобий применяют при сварке разнородных металлов. VjOg служит хорошим катализатором для получения серной кислоты контактным методом. Свойства Та О., используются при приготовлении из него хороших электролитических танталовых конденсаторов и выпрямителей, лучших, чем алюминиевые (гл. XI, 3). [c.335]

Лигатур Ы.1Б металлургии черных и цветных металлов титан применяется в качестве раскислителя и деазотизатора, так как он энергично соединяется с кислородом и азотом, образуя соединения, уходящие в шлак.сЛля этой цели используют ферротитан (18—25% Т1), купротитан (5—12% Т1), алютит (40% А1, 22—50% Т1 и до 40% Си). Очистка от кислорода способствует образованию тонкой плотной структуры стали, обладающей повышенными механическими свойствами. Титан связывает и серу, вызывающую красноломкость стали, х/ При введении титана в качестве легирующей добавки в хромо-никелевые нержавеющие стали (до 0,8%) образуются включения карбидов титана, повышающие жаростойкость и уменьшающие склонность к межкристаллитной коррозии при сварке и термической обработке. У Присадка 0,05—0,15% титана к обычной углеродистой стали облагораживает ее и улучшает механические свойства. Введение титана в алюминиево-магниевые сплавы (до 0,6%) улучшает их механические свойства, повышает коррозийную стойкость и устойчивость к окислению при нагревании [II, 35]. [c.242]

Как низкоуглеродистые, так и высокоуглеродистые хромомарганцевые сплавы характеризуются хорошими литейными свойствами. Низкоуглеродистые сплавы (особенно типа Х15АГ15) хорошо обрабатываются ковкой и прокаткой, удовлетворительно — резанием и сваркой. Легирование хромомарганцевых сплавов типа Х15АГ15 титаном и ниобием снижает их склонность к межкристаллитной коррозии. Сплавы, легированные ниобием, характеризуются мелкой зернистостью и высокой твердостью. [c.61]

Биметаллы успешно применяются во многих отраслях промышленности при решении конструктивных и технологических вопросов (гибка, сварка, отделка поверхности). Для изготовления емкостного оборудования используют биметалл углеродистая стальЧ-нержавеющая сталь . Весьма эффективно применение биметаллических конструкций из высокопрочных сталей с титаном. В этом случае удается получить высокую прочность и высокую коррозионную стойкость. Обычно такие биметаллические конструкции производят с применением взрывной технологии или диффузионной сваркой. В практике нашел широкое применение биметалл сталь-Ьмедь , особенно для труб, подвергающихся высокому внутреннему давлению и действию коррозионной среды. Путем наплавки (иногда с последующей деформацией) производят биметаллические полуфабрикаты и изделия из биметалла сталь-Ьбронза . Большинство листов из алюминиевых сплавов производится с технологической планировкой чистым алюминием или сплавом алюминия с цинком, которая выполняет роль более коррозионностойкого слоя. [c.77]

Помимо наиболее распространенных способов получения ПТА (гальванического нанесения слоя платины и наварки платиновой фольги на поверхность титанового анода), предложены другие разнообразные методы. ПТА можно подучать нанесением на титан платины диффузионной сваркой в вакууме, напылением расплавленного металла, конденсацией паров платины на титане, помещенном в вакуумной камере [1631, холодной прокаткой титана с листовой платиной с последующей термообработкой в инертной атмосфере или вакууме при 600—1000 °С [164J, покрытием титана платиной или металлами - платиновой группы методом взрыва [165[, методами порошковой металлургии, при получении металлокерамических электродов, в состав которых входят металлы платииовой группы [166), или нанесением их на поверхность в виде тонкого слоя [167]. Применяют нанесение солей платиновых металлов на титан в виде растворов их солей или пасты с последующим термическим разложением их [16Я] и образованием активного слоя, содержащего платиновые металлы, их окислы или смешанные окислы платиновых металлов с окислами неблагородных металлов. Окисные слои платиповых. металлов могут быть получены па поверхности электрода нанесениел гальваническим или каким-либо другим способом тонкого слоя платинового металла или его сплава с последующим его окислением. [c.175]

Для подбора соответствующих технологических режимов нагрева сплавов очень важно знать минимальное время Tmin отпуска, приводящего к появлению МКК. Если Tmin>l ч., то металл достаточно технологичен и его горячая обработка (сварка и др.) ие представляет опасности. Следует отметить, что на склонность к МКК влияют не только температура отпуска, но и температура предварительной закалки, В сталях, стабили-зироваиных титаном, при высоких температурах закалки возможно растворение карбидов титана, в результате чего увеличиваются содержание углерода в твердом растворе и количество карбидов хрома на границах при последующих отпусках в зоне опасных температур. [c.104]

Ковку и штамповку титана и его сплавов производят в горячем сое тояпии методом свободной ковки и штамповки в закрытых штампах Используемое оборудование—гидравлические и кривошипные прессы Оптимальное обжатие за один нагрев в случае ковки или штамповки 40—50 % в области а-фазы и 70 % в области З-фазы. Для титана мар ки ВТ1-00 температура начала деформации 947 С, окончания 702 °С Титан марок Вт1-00 и ВТЮ в отожженном состоянии обладает большим запасом пластичности и хорошо штампуется в холодном состоянии. Раз личные изделия из титана марок ВТ1-00 и ВТ1-0 можно получать гиб кой на холоду. Гибка в горячем состоянии допускает применение радиу са загиба меньшей величины. Особенности сварки и пайки титана опре деляются его высокой химической активноегью при повышенных темпе ратурах. [c.249]

Выплавка слитков, а также изготовление поковок, листов, труб из сплава Т1—0,2 Рс1 в настоящее время в СССР освое-пы Всесоюзным научно-исследовательским институтом легких сплавов. Нз составленных технических условий и паспорта для сплава Т1—0,2% Рс , получившего марку сплав № 4200, следует, что технология производства полуфабрикатов из этого сплава является аналогичной хорошо освоенной технологии, применяемой для сплава ВТ-1. Механические и физические свойства сплава Т1—0,2 Рб соответствуют аналогичным свойствам сплава ВТ-1 [78]. Сплав Т1—0,2 Р(1 по результатам, полученным в Научно-исследовательском институте химического машиностроения, хорошо сваривается аргоно-дуговой сваркой. По механическим и коррозионным свойствам сварные соединения практически не отличаются ог основного металла. Изготовленный из этого металла трубчатый холодильник был испытан Всесоюзным институтом хлорной промышленности в условиях хлорного производства и показал несомненные преимущества по сравнению с чистым титаном [79]. [c.51]

Титан.. Для соединения титановых сплавов применяют дуговую сварку вольфрамовым или плавящимся (титановым) электродом с защитой инертным газом, контактную точечную и роликовую сварку без защиты, контактную стыковую сварку оплавлением с газовой защитой, а также дуговую сварку под флюсом (для листов толщиной 2,5—50 мм) и электрошлаковую сварку с защитой шлаковой ванны аргоном (для деталей толщиной более 50 мм) последние два способа впервые разработаны в нашей стране Институтом электросварки им. Патона [2]. Листы толщиной 0,4—1,0 мм успешно сварп-вают импульсной дугой в аргоне. Перспективна электроннолучевая сварка [9]. [c.273]

Цирконий можно соединять сваркой плавлением с ограниченным числом металлов. При аргоно-дуговой и электроннолучевой сварке циркония с титаном или ниобием без присадочного металла пластичность соединений удовлетворительная, а прочность определяется прочностью циркония. Сварка циркония с легированными титановыми сплавами типа ВТ14 или Р-сплавами типа ВТ15 затруднена в связи с образованием хрупких химических соединений циркония с молибденом, хромом, ванадием [13]. [c.277]

Ванадий можно соединять сваркой плавленнем с титаном, ниобием, танталом, хромом ц медными сплавами возможно соединение также со сталями, содержащими не более 7—8% никеля (И, 13]. [c.278]

Лигатуры. В металлургии черных металлов цирконий применяют как раскислитель и деазотизатор сталей. По эффективности действия он превосходит марганец, кремний и титан. В сталь его вводят в виде ферроциркония (40% 2г, 10% 51, 8—10% А1), ферро-силикоциркония (20—50% 2г, 20—50% 51) или других сплавов. Легирование сталей цирконием (0,08—0,25%) улучшает их механические свойства и обработку. Практическое значение имеет легирование цирконием цветных металлов — магния, алюминия, меди. Добавки циркония к магниевым сплавам (до 0,8%) повышают их прочность и ковкость. Цирконий повышает прочность и жаростойкость медных сплавов при незначительном уменьшении электропроводности. Сплав меди с 0,9% С(1 и 0,35% 2г имеет электропроводность 78% от электропроводности чистой меди и применяется для изготовления электродов контактной сварки [1, 2, 3]. [c.426]

Титан по уд. весу (4,5) занимает промежуточное место между сталью и легкими сплавами. Сплавы титана более прочные, чем стали. Активно взаимодействует с кислородом, водородом, азотом и приобретает хрупкость при температуре выше 600° С (например, после сварки). Стандартный потенциал титана V = —1,63 в, но из-за склонности к образованию защитных пленок на своей поверхности стационарный потенциал, например в морской воде, смещается до значения -1-0,09 в. Очень высока стойкость титана и его сплавов в нейтральных или слабокислых растворах хлоридов, а также в растворах окислителей, содержащих хлор-ионы. Достаточно стоек в НЫОз до 65%-ной концентрации при температурах до 100° С, в смеси 40% Нг504 + + 60% НЫОз при 35° С. В концентрированной НМОз при повышенных температурах скорость растворения титана выше, чем алюминия или нержавеющей стали. В разбавленных (до 20%) щелочных растворах не разрушается. Стоек против коррозионного растрескивания. Очень стоек в морской воде и морской атмосфере. Титан — жаропрочный металл. Ряд сплавов на основе титана имеет более высокие механические свойства, чем сам титан. [c.60]

Аргон газообразный и жидкий. После газификации используется о качестве защитной среды при дуговой сварке, пайке, резке и плавке активных и редких металлов (титан, цирконий, ниобий) п сплавов на их основе, алш-лтния, алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющих жа1)опрочных сплавов и легированных сплавов, а также при рафинировании металлов в металлургии. [c.22]

Коррозия сварных швов титана была обнаружена в агрессивных средах — сильных окислителях азотной кислоте, двуокиси хлора, уксусной кислоте с окислителем, серной кислоте с двуокисью титана, хромовой кислоте с добавкой плавиковой, электролите никелирования на основе хлорида никеля [372]. Описывается случай выхода из строя трубы диаметром 52 мм из-за коррозии сварного шва через 150 суток эксплуатации. Труба была изготовлена из листа методом продольной сварки и использовалась для транспортировки 99,5%-ной HNO3 при 80°С. В зоне термического влияния шва трубы были обнаружены короткие пластинки -фазы, в самом шве было гораздо больше -фазы в пластинчатой форме. Предполагается, что причина коррозии сварных швов заключается в повышенном содержании в технически чистом титане железа и никеля, которые являются стабилизаторами -фазы. Очевидно, неизбежный для шва и околошовной зоны цикл нагрев — охлаждение привел к изменению количества, размеров и распределения частиц -фазы. Еслп -фазы мало, она тонко измельчена и равномерно распределена, то титан подвергался слабой общей коррозии (0,15 мм/год). Если же количество -фазы увеличивается, то развивается избирательная коррозия по -фазе, так как она содержит гораздо больше железа и хуже пассивируется. Коррозия особенно интенсивна в пределах самого шва. Опыгы со сварными образцами титана, содержащими различное количество железа и никеля (от 0,01 до 0,11%), подтвердили это предположение. Поэтому для сварных конструкций, работающих в подобных условиях, необходимо применять титан, в котором суммарное содержание железа, хрома и никеля не превышает 0,05%. Контролировать с такой же точностью состав присадочного прутка нет необходимости, так как избирательная коррозия зависела только от состава основного листа. Это же относится и к сплаву Ti — 0,2% Pd. Сварные соединения сплава Ti — 32% Мо, одного из наиболее перспективных для химической промышленности, при испытаниях в кипящей 21%-ной НС1 по скорости коррозии не отличались от основного металла [373]. [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология