TITAN I TITAN LEGURE Kristalna rešetka. Legure Ti: - Ti - legure. - ( ) Ti - legure. Ti - legure.

Transcript

1 TITAN I TITAN LEGURE Svjstva. Titan - Ti je metal sive bje. Lagan je, ima dličnu krzijsku tprnst i visk dns čvrstće prema težini. Titan ima jak afinitet prema kisiku i u zemljinj kri ima mng spjeva Ti. I kd niskih temperatura na pvršini se tvri tanki ksidni slj, sličn ka kd Al i Mg. Ovaj slj daje Ti dličnu krzijsku tprnst na slane i kisele medije. Primjena: kemijska industrija, mrske tehnlgije, avijacija, svemirske letjelice, vjna tehnika. Svjstva Ti Tt - Talište C 18 Tv Vrelište C 320 γ - Specifična masa ( C) g cm-3,1 α - Keficijent linearng istezanja (0-100 C) 10 - K-1 8, λ - Keficijent tplinske vdljivsti (0-100 C) Wm -1 K-1 1,7 c - Specifični tplinski kapacitet (0-100 C) J kg -1 K-1 1 E - Mdul elastičnsti ( C) MPa Male vrijednsti keficijenta linearng istezanja i keficijenta tplinske vdljivsti imaju za psljedicu relativn male zastale defrmacije nakn zavarivanja. Čisti Ti ima malu čvrstću, k 210 MPa i dbru istezljivst. Kisik, dušik i vdik i u malim kličinama jak pvećavaju čvrstću, ali i krhkst Ti. Ovi elementi su prisutni u klnj atmsferi ili na pvršini materijala u spjevima i pri pvišenim temperaturama (iznad 0 C, a psebn iznad 0 C) ulaze u Ti materijal i uzrkuju krhkst. Kristalna rešetka. Titan ima gust zapsjednutu heksagnalnu rešetku kju nazivam α faza, pri sbnim temperaturama i d 88 C, a iznad ve temperature se transfrmira u β fazu kja ima prstrn centriranu kubnu rešetku. Legure Ti: Legiranjem raznim elementima dbivam Ti - legure različitih svjstava. Čvrstće legura dsežu d 100 MPa. Legiranjem se tvre intersticijski i supstitucijski mješanci. Ak je prmjer atma legirajućeg elementa blizak prmjeru Ti atma u granicama +- 1% (t je inače pravil), tvre se supstitucijski mješanci. Zamjenjuje se atm Ti atmm legirajućeg elementa u kristalnj α i β rešetci. Oni kji se ne mgu rastvriti čine intersticijske (uključinske) mješance. Kristalna mrežica se defrmira i kd uključinskih mješanaca i kd supstitucijskih mješanaca, pa se time pvećava čvrstća. Treći način pvećanja čvrstće je tplinska brada, kja je mguća zbg altrpskih mdifikacija (α + β faze). Sličn ka i kd čelika α faza se pri hlađenju izlučuje iz β faze, kja se raspada ka austenit u čeliku. Mže se dbiti struktura slična martenzitu kd čelika. Pstje α supstitucijski i β supstitucijski elementi. Tak napr. α supstitucijski se jš zvu α stabilizatri i pdižu granicu transfrmacije u β. Legirajući elementi u Ti α stabilizatri β stabilizatri Intersticijski Supstitucijski Intersticijski Supstitucijski O,N,C Al, Pb H Ag, Au, Nb, Cr, C, Cu, Fe, Mn, M, Ni, Pd, Pt, Ta, W, V Intersticijske mješance sa Ti (krute rastvre) čine O, N, C, i H. Ovi elementi se nalaze u Ti ili Ti legurama ka nečistće. Ti legure mže se dijeliti na: - α Ti - legure. Ddaje se 3-8% Al. Čvrstća je MPa. Zavarljivst je dbra, jer ima mali sadržaj β faze. Ove legure imaju visku tprnst na krziju, visku čvrstću pri pvišenim temperaturama i tprnst na puzanje, ali su sjetljivi na krziju uz naprezanje. - (α+β) Ti - legure. Mgu se kaliti na čvrstću MPa. Dbru zavarljivst ima legura TiAlV. Imaju visku čvrstću pri pvišenim temperaturama, ka i pvišenu tprnst na puzanje. - βti - legure. Ove legure su dbr defrmabilne u hladnm stanju, jer imaju prstrn centriranu kubnu rešetku. Mgu se tplinski brađivati kaljenjem iz pdručja (α + β), št dvdi prv d nestabilnih β mješanaca, kji se na temperaturi C raspadaju, a time se pvisuje čvrstća. β legura je napr. TiV13Cr11Al3, kja je uvjetn (slab) zavarljiva. Imaju vrl dbru spsbnst blikvanja u hladnm stanju.

2 Ti - legure Klasifikacija legura Kemijski sastav, % R m, N/mm 2 A % p čvrstći p strukturi α - legure nelegirani titan 0.8 Al; 0.8 Mn Niska pseud α - legure 1. Al; 1.0 Mn 2.0 Zr; 1.0 M α - legure Al Al; 2. Sn Srednja pseud α - legure 3. Al; 1. Mn.0 Al; 1. Mn.0 Al; 1. Mn 3.0 Al; 1. (Fe Cr, Si, B).0 Al; 1. (Fe Cr, Si, B) 2 Al; 2.0 Zr; 3.0 Sn Al; 2.0 Zr; 1.0 V α + β - legure.0 Al;.0 V β- legure 33.0 M Viska α + β - legure.0 Al; 2. M; 2.0 Cr 0.3 Si; 0.Fe.0 Al;. V. Al; 3.0 M; 1.0 V 2. Al;.0 M;.0 V.0 Al; 1 M; 11 Zr; 1 Nb.0 Al;.0 M;.0 V; 1.0 Fe; 1.0 Cr. Al; 2.0 M;. V;.0 Fe; 1.0 Cr pseud β - legure 3.0 Al; 7.0 M; 11.0 Cr 3.0 Al;.0 M; 11.0 Cr;.0 V 10* 1100* 10* * * 10-10* Priprema za zavarivanje i zavarivanje: čišćenje pvršina kje se zagrijavaju pri zavarivanju je bitn. Vlaga (H,O), masnće, bje i druge strane materije treba pažljiv dstraniti na širj udaljensti k zavareng spja i sa ddatng materijala. Acetn i etanl su pdesni za čišćenje. Triklretilen i tetraklr ugljik mgu biti uzrčnici kasnije krzije uz naprezanje, ak zastanu iza zavarivanja. Za mehaničk čišćenje pvršina treba kristiti četke d Ti materijala ili d nerđajućeg CrNi čelika, a ne bične čelične četke. Sav stali alat, naprave i strjeve treba državati u čistm stanju. Zavarivač treba kristiti bijele platnene rukavice, kje ne stavljaju niti i kje svakdnevn treba prati i mijenjati. Tak se lak učavaju nečistće na DM i OM. Greške u spjevima: 1. Upijanje plinva u rastaljenm i krutm zagrijanm stanju ima za psljedicu smanjenje čvrstće (djelvanje N) i plastičnsti (O). Pnekad čvrstća raste, a krhkst se pvećava i žilavst pada. Napr. neznatne kličine vdika % znatn pvećavaju krhkst, a smanjuju žilavst. 2. Osjetljivst na pgrubljenje zrna na viskim temperaturama i smanjenje plastičnsti. Pravil je zavarivati s malim unšenjem tpline. 3. Prznst zbg ulaska vdika (vlaga) ili prisustva ugljika iz OM ili iz nečistća (ugljikvdici napr.) Nečistće mgu biti: čestice tkanine d krpa na pvršini, tisci prsta, čestice d brušenja, vlaga, kndenzirana vlaga, masnće i mngi drugi izvri.. Sklnst stvaranju hladnih puktina ka psljedica vlačnih zastalih naprezanja uz prisutne nepvljne krhke strukture nastale upijanjem plinva. Smanjenjem sadržaja vdika < 0.01% i u DM< 0.002% mgu se hladne puktine izbjeći. Takđer se prepručuje smanjenje zastalih naprezanja

3 1 N/mm 2 N/mm A ,1 0,2 0,3 0, C % 0 A Radnja lma, J Av 0 0,02 0,0 H,% , N/mm A % , N/mm A % A A ,2 0, 0. 0,8 O, % 0 0,2 0, 0. N, % Utjecaji O, N, H i C na mehanička svjstva čistg Ti. a) c) Kut savijanja, α 0 r s O2 N2 1 80, mm-lim 3,2 mm-lim b) α Kut savijanja 0 0 0,2 0,0 0,7 1,00Vl % O 2, N2 Prve puktine

4 Utjecaj O2 i N2 u nečistm zaštitnm plinu He na kut savijanja zavareng spja iz Ti. Već male kličine upijeng plina dvde d velike krhksti. a. Ispitivanje kuta savijanja na kidalici (180 ) b. Kut savijanja a se mjeri pri pjavi prve puktine c. Rezultati ispitivanja utjecaja nečistće na kut savijanja Pstupci zavarivanja Ti i Ti-legura : REL zavarivanje se ne primjenjuje, jer nije riješen prblem zaštite. Zavarivanje u zaštitnim plinvima se najviše kristi. Za tanje stijenke se kristi TIG, za deblje MIG. Ostali pstupci kji se primjenjuju: plazmm, snpm elektrna, pd prahm, pd trskm, elektrtprn, difuzijm, trenjem. Lemljenje se takđer primjenjuje. Termička rezanja su mguća plazmm i kisikm. Kd rezanja kisikm dlazi d pvećanja tvrdće zbg apsrbcije kisika. Zaštita zavareng spja. Zavareni spj (talina i zagrijane zne iznad 0 C) mraju biti dbr zaštićeni d O, H, N da ne dđe d njihvg upijanja i stvaranja krhkih faza (ksida, hidrida i nitrida). Zaštita se prvdi inertnim plinm Ar(ili He), kji mra imati čistću najmanje 99,9% i mra biti suh. Kriste se psebni grinici - glave za TIG zavarivanje s prdužetkm iz kjeg istječe Ar na jš zagrijanm dijelu zavara (>0 C). U mngim slučajevima se primjenjuju kmre ispunjene Ar u kje se stavljaju predmeti i u kjima se vrši zavarivanje. Kd zavarivanja pd zaštitm praškm se mra sigurati prpuhivanje Ar krz dvd praha ka i zaštita zagrijanih zna. Zavarivanje snpm elektrna se prvdi u vakuum kmri, pa se tak dstranjuje utjecaj štetnih plinva pri zavarivanju, jer nisu prisutni. 800 C 10 C 00 C 1000 C 0 C 100 C TIG Ar w l b 0 C 0 C b 2 1 Osigurati zaštitu Ar na licu i krjenu zavara na svim mjestima gdje dlazi d zagrijavanja iznad 0 C (b1, l, i b2).

5 3 Argn Argn za zaštitu krijena Filter Ar Glava Ar Stezna naprava TIG glava Lim kji se zavaruje Ar za zaštitu krijena Praktični način izv enja lica i krjena zavara pri zavarivanju Ti. 1. Ti -lim kji se zavaruje. TIG - glava 2. Cu pdlžna plča. Kmra 3. Cu stezna naprava. Przni filter Filter (przna masa)