Нагревание - титан
Cтраница 1
Нагревание титана в условиях ограниченного доступа воздуха сопровождается появлением на его поверхности цветов побежалости, подобно тому как это наблюдается при нагревании стали. Блестящая голубая поверхность, возникающая, по-видимому, в результате образования окиси титана, обладает большей коррозионной стойкостью против воздействия некоторых кислот, чем сам металл. Растворение кислорода, азота и углерода в титане, наблюдаемое при нагревании металла в атмосфере содержащих эти элементы газов, служит практически способом упрочнения поверхности титана. [1]
 |
Схема установки для получения стандартных сплавов. [2] |
При нагревании титана до 600 он энергично поглощает кислород. После окончания поглощения кислорода печь соединяется с высоковакуумным насосом, температура ее повышается до 800, и титан нагревается в течение 12 час. [3]
Бориды титана получают нагреванием титана и бора в вакууме до 1800 - 2000, либо восстановлением смеси ТЮ2 и В2О3 алюминием. [4]
Ограничения в отношении продолжительности и степени нагревания титана на воздухе играют большую роль в тех случаях, когда металл подвергается термической обработке или обработке давлен нем. Использованию титана в качестве жаропрочного материала препятствует прежде всего ухудшение его механических свойств при повышенных температурах. [5]
 |
Зависимость логарифма константы скорости окисления Ti от логарифма давления кислорода при 1000 С. [6] |
Основную роль в образовании окалины при нагревании титана на воздухе играет кислород, а не азот. Это связано с более низкой скоростью диффузии азота в титане п нитриде титана, а также с меньшей стабильностью нитрида титана по сравнению с окислами титана. Поэтому окисление титана в атмосфере кислорода идет со значительно большей скоростью, чем в атмосфере воздуха. [7]
 |
Зависимость логарифма константы скорости окисления Ti от логарифма давления кислорода при 1000 С. [8] |
Основную роль в образовании окалины при нагревании титана на воздухе играет кислород, а не азот. Это связано с более низкой скоростью диффузии азота в титане и нитриде титана, а также с меньшей стабильностью нитрида титана по сравнению с окислами титана. Поэтому окисление титана в атмосфере кислорода идет со значительно большей скоростью, чем в атмосфере воздуха. [9]
Важной особенностью титана является его способность образовывать твердые растворы с атмосферными газами и водородом. При нагревании титана на воздухе на его поверхности, кроме обычной окалины, образуется слой, состоящий из твердого раствора на основе ct - Ti ( альфигированный слой), стабилизированного кислородом, толщина которого зависит от температуры и продолжительности нагрева. Этот слой имеет более высокую температуру превращения, чем основной слой металла, и его образование на поверхности деталей или полуфабрикатов может вызвать хрупкое разрушение. [10]
Сильная зависимость этого процесса от давления свидетельствует об его обратимости. Действительно, при нагревании титана в вакууме из титана можно полностью удалить водород. [11]
Воздух на 4 / 5 состоит из азота. Несмотря на это, основную-роль в образовании окалины при нагревании титана на воздухе играет кислород, а не азот. Это связано с более низкой скоростью диффузии азота в титане и нитриде титана, а также с меньшей стабильностью нитрида титана по сравнению с окислами титана. Поэтому окисление титана в атмосфере кислорода идет со значительно большей скоростью, чем в атмосфере воздуха. [12]
После охлаждения до температуры окружающего пространства всю аппаратуру заполняют сжатым гелием из баллона 14 через ловушку, охлаждаемую жидким воздухом, 12, пока давление гелия ( контролируемое барометром и одновременно клапаном избыточного давления 15, не станет немного больше 1 ат. Потом отверстие для загрузки в месте сужения А герметично запаивают, стеклянный баллон 17 охлаждают с помощью охлаждающей смеси сухого льда ( СО2) с ацетоном до - 86 С, вследствие чего происходит конденсация йода и давление его паров снижается до 10 - 6 мм рт. ст. После вторичной откачки до давления ниже 10 - 4 мм рт. ст. реакционный сосуд путем запаивания суженного участка трубки В отсоединяют от насоса и устройства для наполнения гелием. Наконец, запаивая сужение трубки С, отделяют устройство для наполнения баллона йодом. Под действием внешнего нагревания йодид титана испаряется и диссоциирует на раскаленной вольфрамовой проволоке, образуя чистый металлический титан, который оседает в виде кристаллов на поверхности вольфрамовой проволоки, тогда как выделяющиеся пары йода снова реагируют с горячей титановой губкой, образуя йодид титана. Реакция многократно повторяется, и на тонкой вольфрамовой проволоке за несколько часов образуется слой титана толщиной в несколько миллиметров. [14]
Отношение гв / г-н 0 59, что соответствует граничным условиям образования фаз внедрения согласно правилу Хэгга. Это подтверждается малой растворимостью бора как в a - Ti, так и в З - Ti, которая менее 1 ат. Вследствие малой растворимости в обеих модификациях титана бор практически не влияет на температуру а ч ( 3 превращения. Бор образует с титаном три борида - Ti2B, TiB и TiB2, области гомогенности которых не определены. Борид TiB имеет структуру типа NaCl и изоморфен TiC, TIN и TiO, с которыми он дает непрерывные твердые растворы. Имеются данные об образовании боридов Ti2B5 и TiB12, однако эти сведения недостаточно надежны. Бориды титана получают нагреванием титана и бора в вакууме до 180 - 2000 либо восстановлением смеси ТЮ2 и ВО3 алюминием. [15]
Страницы: 1 2