Добавление титана в сталь

Обновлено: 27.04.2024

Углерод — находится в стали обычно в виде химического соединения Fe₃C, называемого цементитом. С увеличением содержания углерода до 1,2% твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость ухудшается, ухудшается и свариваемость.

Кремний — если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает.(Полезная примесь; вводят в качестве активного раскислителя и остается в стали в кол-ве 0,4%)

Марганец — как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. (Полезная примесь; вводят в сталь для раскисления и остается в ней в кол-ве 0,3-0,8%. Марганец уменьшает вредное влияние кислорода и серы.

Сера — является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает стали хрупкость при высоких температурах, например при ковке, — свойство, которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость. В углеродистой стали допускается серы не более 0,06-0,07%. ( От красноломкости сталь предохраняет марганец, который связывает серу в сульфиды MnS).

Фосфор — также является вредной примесью. Снижает вязкость при пониженных температурах, то есть вызывает хладноломкость. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.

ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА СТАЛИ

Хром (Х) — наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.

Никель (Н) — сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым.

Вольфрам (В) — образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.

Ванадий (Ф) — повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен.

Кремний (С)- в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1,5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость.

Марганец (Г) — при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.

Кобальт (К) — повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.

Молибден (М) — увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.

Титан (Т) — повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.

Ниобий (Б) — улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.

Алюминий (Ю) — повышает жаростойкость и окалиностойкость.

Медь (Д) — увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.

Церий — повышает прочность и особенно пластичность.

Цирконий (Ц) — оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.

Лантан, цезий, неодим — уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.

Добавление титана в сталь

При нагревании до 450-800 C Cr-Ni аустенитная нержавеющая сталь будет появляться явление вдоль коррозии межзеренной границы, которое называется межкристаллитной коррозией. Короче говоря, межкристаллитная коррозия - это осаждение углерода из микроструктуры насыщенного аустенита в форме Cr23C6, что снижает содержание хрома в микроструктуре аустенита на границе зерен. Следовательно, предотвращение границы зерен и уменьшение содержания хрома является эффективным способом предотвращения межкристаллитной коррозии.

Другими элементами в нержавеющей стали являются титан, ниобий, молибден, хром и марганец в порядке их сродства к углероду. Можно видеть, что сродство между титаном и углеродом больше, чем у хрома. Когда титановый элемент добавляется в сталь, углерод сначала соединяется с титаном с образованием карбида титана, который может эффективно предотвращать образование карбида хрома и осаждение плохого хрома на границе зерен и, в конечном счете, эффективно предотвращать межкристаллитную коррозию.

Кроме того, количество добавляемого титанового элемента должно быть ограничено, поскольку титан и азот объединяются и образуют нитрид титана, образуя диоксид титана с кислородом. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии при реальном производстве нержавеющей стали, количество добавляемого титана составляет в основном около 0,8%.

Во избежание межкристаллитной коррозии титансодержащая нержавеющая сталь должна быть стабилизирована после обработки твердым раствором. Аустенитная нержавеющая сталь образует однофазную аустенитную организацию после обработки твердым раствором, которая не является стабильной. Когда температура достигает более 450 ℃, углерод в твердом растворе будет постепенно осаждаться в форме карбида. Среди них температура образования Cr23C6 составляет 650 ℃, в то время как TiC составляет 900 ℃. Чтобы избежать межкристаллитной коррозии, содержание Cr23C6 должно быть уменьшено для превращения карбида в форму TiC.

Когда нержавеющая сталь нагревается до 700 ℃ или выше, карбид хрома начинает превращаться в карбид титана, потому что стабильность карбида титана лучше, чем у карбида хрома. Стабилизирующая обработка заключается в том, что можно оптимизировать нагрев нержавеющей стали до 850-930 insulation и теплоизоляцию в течение 1 часа, когда карбид хрома завершит разложение и будет генерировать стабильный серый или черный карбид титана из нержавеющей стали, стойкость к межкристаллитной коррозии. Кроме того, добавление титана в нержавеющую сталь может также диспергировать интерметаллическое соединение Fe2Ti при определенных условиях, повысить жаропрочность нержавеющей стали.

Титан из нержавеющей стали не является полностью безвредным, иногда может нанести вред производительности нержавеющей стали. Например, легко получать включения, такие как TiO2 и TiN, которые имеют высокое содержание и неравномерное распределение, что в определенной степени снижает чистоту нержавеющей стали и ухудшает качество поверхности слитка из нержавеющей стали и увеличивает сложность механическая обработка высокоточной поверхности заготовки, что приводит к увеличению процесса шлифования.

Как элемент титан влияет на аустенитную нержавеющую сталь

Марки титанистой стали

Семьсот восемьдесят 760262 титана и ниобия сталь Сталь 18ХГТ применяется для изготовления улучшенных цементных изделий. Эта сталь после закалки маслом 900-920°и отпуска при 180-200°обладает очень высокими механическими свойствами. 6, кг / мм2. 。。。 1 3 0 Су, г / м м 2. 。。。 P O f,% 5 0 b,%1 0 a k, КГМ / см2. 。。。 1 0-1 1 Цементация стали 18кхгт сделана на 940-950°, и цементированные части погашены с маслом 800-820°и закалены на 160-180°.

Мелкодисперсный карбид титана препятствует росту зерна. Поэтому при цементации стали 1вхгт зерно стали в сердцевине изделия практически не увеличивается. Поэтому закалку можно проводить непосредственно из цементационного бокса (с подшерстком до 820 ° с).Однако, когда сталь 18кхгт затвердета с цементом и продукт охлажен в коробке к температуре мастерской, и когда он погашен сразу от коробки цемента в структуре, он нагрет снова до 800-820 под гасить, который значительно улучшает механические свойства.

В сердцевине изделия наблюдается неравномерная агрегация феррита. Сталь 18ХГТ дает незначительную деформацию при цементации и последующем упрочнении цементируемого изделия. Поверхность цементных изделий после затвердевания и отпуска имеет твердость 60-62 HRC, благодаря мощному карбиду Титана она очень хорошо выдерживает истирание. Марки зохгт и 40хгт среднеуглеродистой стали обладают высокой прочностью, в ряде случаев их используют в качестве альтернативы хромоникелевой стали для изделий толщиной до 30-40 мм (эта сталь не выпекается в изделиях больших сечений).

Поскольку хромопановая Титановая сталь более склонна к размягчению хрупкости, ее необходимо закалять при высоких температурах, а затем охлаждать маслом[111]. Основным недостатком хромомарганцовисто-титановой стали является ее низкая пластичность при нагреве working. As в результате при ковке этой стали часто образуются трещины и щели. Сталь 5ХНТ применяется в производстве пресс-форм для горячего деформирования металлов. По сравнению с более дорогими сортами стали 5XHB и 5XHM, сталь 5XHT

немного менее закаливается, поэтому ее обычно используют для форм относительно небольших размеров. Людмила Фирмаль

Стальная печать 5XNT закалена с маслом 840-860°и выпущена на 450-550°с предписанной твердостью. Стали 15×2гн2т и 25×2гннт обладают очень высокими свойствами прочности, пластичности и вязкости. Детали ниобиевая сталь 263 Никель этих сталей заменяется марганцем, а негативное влияние марганца на тенденцию перегрева нейтрализуется добавлением небольшого количества титана. Сталь 15X2GN2T применяется при изготовлении важных цементных изделий (типа 12X2H4A и 18ХНВА). Сталь 25×2гнт применяется в качестве улучшенной для производства высоконагруженных деталей диаметром не более 50-60 мм (вместо таких сталей, как ЗОХНЗА и 25ХНВА).

Цементирование стали 15×2гн2т проводят при температуре 920-930°. После цементирования цементом продукт закаливают маслом 800-820°и выпускают при 160-180°.После такой обработки твердость поверхности составит 60-62 HRC. Прочность на растяжение сердечника 1, W-il20 kg / mm2, прочность удара 10-12 kg / cm2. Сталь 25×2гнт закаляют в масле при температуре 850-870°и закаляют до 400-600°с заданной твердостью. После высокотемпературного отпуска продукт быстро охлаждается (в масле), поскольку эта сталь имеет тенденцию к ослаблению хрупкости.

Титан совмещает углерод с карбидом титана для уменьшения тенденции стали затвердеть в зоне сварки и предотвратить сварку треская, вводя Титан к слабой стали сплавленной с хромом, марганцем, или никелем значительно улучшит свариваемость. В количестве 0,4-0,6% Титан вводят в нержавеющую сталь типа 1×18н9т хромоникелевой стали для связывания углерода с сильными карбидами и предотвращения межзеренной коррозии этой стали. Содержание титана в нержавеющей стали должно быть в 5-6 раз больше содержания углерода.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Что такое титановая сталь?

Ферротитан, ферросплав, содержащий до 35 или более 60% Ti, 1–7% Al, 1–4,5% Si, до 3% Cu (остальное Fe и примеси) ; получают внепечным алюминотермическим способом из ильменитового концентрата и титановых отходов (низкопроцентный ферротитан) или сплавлением в электрической печи железных и титановых отходов (высокопроцентный ферротитан) . Его - применяют для раскисления и легирования стали.

Ферротитан ФТи-35С8; ФТи-70С08

Нужный элемент вводят в сталь, как правило, не в чистом виде, а в виде ферросплавов, так как получить сплав элемента с железом проще и дешевле и, кроме того, железо снижает температуру плавления тугоплавких элементов, что облегчает их усвоение стальной ванной.

Ферротитан - является промежуточным сплавом, который используют для производства нержавеющей стали. Сталь с добавлением титана приобретает особые свойства по устойчивости к коррозии. Так, для легирования тонны стали требуется около 0,5-2% титана.

Использование промежуточного сплава при легировании стали позволяет снизить нормы расхода шихтовых материалов, а также повысить качество конечного сплава.

Вот какие мнения о сплавах титана были найдены нами в Интернте спецаильно для Вас:
1. Титан еще называют металлом-хамеленом. В зависимости от добавок его характеристики меняются очень сильно. Он может быть как вязким и пластичным, так и очень жестким и упругим. Неизменными остаются только высокая химическая стойкость и малый вес. Если бы он стоил подешевле, то применялся бы очень широко. Например, применение его на прочные корпуса АПЛ позволило снизить водоизмещение на несколько тысяч тонн при тех же эксплуатационных характеристиках корабля. В обычной жизни чаще встречается вязкий титан, хотя может на заводах попасться и жесткий. Например, скалку (поршень) от помпы рассола мы обрабатывать запарились даже твердосплавом. Да и на бронежилетах тоже довольно жесткий титан. Правда РК он держит (даже жесткий) не очень хорошо. ИМХО если и применять на ножи, то только на водолазные - там малый вес и хим. стойкость как раз в тему.
Автор: Val13

2. Вообщето титановые сплавы называют летающим металлом. ТОлько не потому что из него делают самолёты, а потому что неизветно куда он полетит под нагрузкой. Ибо вязок скатина такая.
Сталь тоже может быть и вязкой и пластичной, твердой и упругой. Легирование стали и ТО знаетели.. .
Химическая стойкость титановых сплавов кончается в районе 500. 550 градусов. Активное окисление уже начинается при 600 градусов Цельсия.
Плотность титановых сплавов колеблиться в районе 4,5 т/м^3 а сталь имеет плотность в зависимости от легирующих добавок 7,7 т/м^3 до 8,8 т/м^3 (сталь Р18)
Основная проблема того что титановые сплавы не получили широкого рапространения заключается в том, что сплавы дороги в производстве и сложны в обработке. Титановые сплавы обрабатываются хуже чем нержавеющие стали, при этом требуют основательной переточки режущего инструмента в узком спектре углов заточки. Режимы резания примерно совпадают с режимами резания нержавейки.
Титановые сплавы могут подвергаться закалке, но твердость не велика, 45. 50 едениц по Роквеллу это максимум. Детали из титановых сплавов требуют тчательной отделки, так как весьма плохо прирабатываются из за своей вязкости.
Вот специально вытащил свой броник, и вынул пластину. ТОчиться напильником как бронза. . ну мож похуже малька.. . Пластина титановая 6 мм.
Делать ножи из титана бесмысленно, так как РК не держит вообще. так как заминается на раз. а на большие углы точить смысла нет, это лом заточенный.
Основное преимущество титановых ножиков для флота, это их коррозионостойкость и НЕМАГНИТНОСТЬ.
Автор: Serjant

Титановый сплав очень популярен не только в изготовлении ювелирных украшений, но и в промышленности. Его особенность - это прочность, долговечность и термоустойчивость. Титановая сталь не боится погодных условий, можно смело носить украшения в дождь, можно купаться не снимая их и не боятся при этом, что изделие заржавеет или потускнеет. И даже если вы случайно уроните вещь из титановой стали в костер, она не расплавится, ведь температура плавления титановой стали более 1500 градусов.

Титан биологически безвреден, поэтому его применяют в изготовлении столовых приборов и в имплантировании. В ювелирном же деле биосовместимость титана служит свою службу при первичном пирсинге. Так же титановый сплав гипоаллергенен.

Ну и пожалуй главное достоинство изделий из титановой стали это их красота. Отполированный титан выглядит потрясающе. Яркий чистый блеск титана это и есть его главная особенность, за что и полюбили его ценители красивых украшений.

Читайте также: