Описание материалов сварной конструкции. По распространению металлов и природе гитан за­нимает десятое место

По распространению металлов и природе гитан за­нимает десятое место. Его содержание в земной коре составляет свыше 0, 6% [1]. В чистом виде титан полу­чили только в 1910 г., несмотря на то, что как химиче­ский элемент он был открыт ещё в 1791 г.

Металлургия титана начала развиваться в первые десятилетия XX века. Однако производство металличе­ского титана в сравнительно больших количествах освое­но промышленностью только в последние годы. Это свя­зано с трудностью извлечения его из руд, так как титан весьма активный химический элемент. Высокая актив­ность титана долгое время затрудняла применение его в производстве главным образом из-за сложности про­цессов сварки и штамповки. В настоящее время приме­нение титана и его сплавов в качестве конструкционных материалов непрерывно' расширяется.

Физические свойства. Свойства титана принято срав­нивать со свойствами известных свариваемых метал­лов— алюминия и железа. Данные табл. 1 показывают, что удельный вес титана примерно на 40% меньше, чем стали, и на 70% больше, чем алюминия.

1 Высокая температура плавления титана требует при­менения при сварке более концентрированных источни­ков тепла. Однако, поскольку титан имеет более низкий! коэффициент теплопроводности (ниже, чем у стали, в

5 раза) и высокое электрическое сопротивление (выше,! чем у стали, в 5 раз), для сварки титана тратится мень­ше электрической энергии, чем для сварки стали и осо­бенно алюминия.

Низкие коэффициенты теплопроводности и линейного расширения способствуют образованию собственных на­пряжений в сварном соединении, что необходимо учиты­вать при выборе оптимальных режимов сварки конструкций из титана. Низкий модуль упругости у титана (ниже, чем у стали, почти в 2 раза) позволяет выполнять сварку сварных изделий при минимальных усилиях.

Титан маломагнитен, поэтому при его сварке исклю­чается магнитное дутье дуги. При использовании для сборки деталей электромагнитных приспособлений необ­ходимо применять прижимы из электромагнитного ме­талла.

Титан существует в двух аллотропических формах. | При нормальной температуре он имеет гексагональную плотно упакованную решетку

(α -фаза). При температу­ре 882 C⁰ титан претерпевает аллотропическое превра­щение и при более 'высоких температурах имеет решетку объёмно-центрированного куба (β -фаза).

α и β — моди­фикации титана, имеют различную склонность к росту зерна, α - фаза характеризуется мелкозернистой структу­рой и нечувствительностью к скорости охлаждения по­сле нагрева. Критическая степень деформации, при которой получается максимальная величина зерна α –фазы, при рекристаллизации, равна 2, 5—7, 0%. β -фаза харак­теризуется крупным зерном и высокой чувствительностью к скорости охлаждения.

Температура рекристаллизации технического титана изменяется в пределах 550—850 C⁰ и зависит от степени загрязненности металла и предшествующей деформации. Примеси повышают температуру рекристаллизации.