Глава первая

ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛЯХ И СПЛАВАХ ТИТАНА В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

§ 1. Основные виды превращений в сталях и сплавах титана в твердом состоянии

Железо и титан относятся к металлам переходных групп и претерпевают полиморфное превращение. Железо имеет две модификации: y-Fe с гранецентрированной кубической решеткой (параметр а=3,565 А при 910°), устойчивая в равновесных условиях при температурах от 910 до 1401°, и a-Fe с объемноцентрированной кубической решеткой (а=2,862 А при 910°), устойчивая при температурах ниже 910° и в интервале 1401 — 1539°, т. е. до температуры плавления [1, 2].

У титана также имеются две модификации: высокотемпературная (З-Ti с объемноцентрированной кубической решеткой (а=3,29 А при 900°) и низкотемпературная a-Ti с плотно упакованной гексагональной (а=2,950 А, с=4,683 А, с/а= 1,587 при 25°). Температура полиморфного превращения титана в равновесных условиях составляет 882° [3].

Величина гистерезиса, т. е. разность между критическими точками превращений при быстром нагреве и охлаждении (до 10 000 град/сек), у железа составляет всего 5—10°, а у титана — около 30°. При охлаждении смещение критических точек значительно более резкое, чем при нагреве. Наличие гистерезиса связано с трудностью образования зародыша новой фазы.

В железе превращение y-Fe —> a-Fe происходит с увеличением удельного объема на 3% [2], а в титане p"-Ti —* a-Ti — с уменьшением объема примерно на 0,13%. Средний коэффициент линейного расширения a-Ti в интервале 0—100° составляет 8.5 • 10~6 град'1 и на 27% меньше, чем у a-Fe (11,7 • 10~6 град'1). Объемный эффект полиморфного превращения титана рассчитан нами при температуре превращения по данным работы [3] с учетом коэффициента линейного расширения a-фазы титана, который был принят равным 10 • 10~6 град'1, т. е. средним в интервале температур 25—900°. Расчеты по параметрам решеток и по удельным объемам дают примерно одинаковые результаты.

Основными видами фазовых превращений в перлитных и мартенситных сталях и а- и а+р-сплавах титана являются:

1) полиморфное превращение, в частности превращение мартенситиого типа;

2) эвтектоидный распад и обратное ему образование твердого раствора из эвтектоидпой смеси;

3) распад пересыщенных твердых растворов (старение, отпуск мартенсита) и обратное ему растворение в твердом состоянии.

Превращения первых двух видов в процессе сварки либо полностью завершаются, либо получают существенное развитие. Что касается пре-

Copyright © 2008-2012 TitanDioxide.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Диоксид титана TiO2