Titāna sakausējumu princips

Titāna sakausējumi ir sakausējumi, kas sastāv no titāna kā bāzes un citiem elementiem. Titāns pastāv divos allotropos veidos: -titāns ar ciešu-iepakotu sešstūra struktūru zem 882 grādiem un -titāns ar ķermeņa-centrētu kubisko struktūru virs 882 grādiem.

Leģējošos elementus var iedalīt trīs kategorijās, pamatojoties uz to ietekmi uz fāzes transformācijas temperatūru:

① Elementus, kas stabilizē fāzi un paaugstina fāzes transformācijas temperatūru, sauc par -stabilizējošiem elementiem, tostarp alumīniju, oglekli, skābekli un slāpekli. Alumīnijs ir galvenais sakausējuma elements titāna sakausējumos, ievērojami uzlabojot sakausējuma izturību gan istabas, gan augstā temperatūrā, samazinot tā īpatnējo svaru un palielinot elastības moduli.

② Elementus, kas stabilizē fāzi un samazina fāzes transformācijas temperatūru, sauc par -stabilizējošiem elementiem, kurus var iedalīt izomorfajos un eitektoīdos tipos. Pirmajā ietilpst molibdēns, niobijs un vanādijs; pēdējais ietver hromu, mangānu, varu, dzelzi un silīciju.

③ Elementus, kuriem ir maza ietekme uz fāzes transformācijas temperatūru, sauc par neitrālajiem elementiem, ieskaitot cirkoniju un alvu.

Skābeklis, slāpeklis, ogleklis un ūdeņradis ir galvenie piemaisījumi titāna sakausējumos. Skābeklim un slāpeklim ir augsta šķīdība fāzē, ievērojami nostiprinot titāna sakausējumus, bet samazinot to plastiskumu. Skābekļa un slāpekļa saturs titānā parasti ir attiecīgi mazāks par 0,15–0,2% un 0,04–0,05%. Ūdeņradim ir ļoti zema šķīdība fāzē; pārmērīga ūdeņraža šķīdināšana titāna sakausējumos veidos hidrīdus, padarot sakausējumu trauslu. Ūdeņraža saturs titāna sakausējumos parasti tiek kontrolēts zem 0,015%. Ūdeņraža šķīdināšana titānā ir atgriezeniska, un to var noņemt ar vakuuma atkausēšanu.