Титан и его сплавы. Цвиккер У. Берлин — Нью-Йорк, 1974. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1979. 512 с. с ил.
Систематизированы научные достижения в области металловедения, металлофизики и технологии титана и его сплавов. Описаны основные физические, химические и механические свойства титана и сплавов на его основе. Рассмотрены фазовые превращения, механизм деформации а- и ^-модификаций титана, рекристаллизация и рост зерен, коррозия, взаимодействие титана с водородом и другими газами. Изложены методы контроля качества продукции. Представлены двойные и тройные диаграммы состояния титана с наиболее важными легирующими добавками и примесями.
Предназначена для металловедов и металлофизиков, металлургов, конструкторов, инженерно-технических и научных работников, предприятий металлургической и авиационной промышленности. ! Может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов металлургических и технических вузов. Ил. 303. I Табл. 63. Список лит.: 2597 назв.
Предисловие к русскому изданию
Книга Ульриха Цвиккера «Титан и его сплавы» является третьей по счету зарубежной монографией энциклопедического типа после книг К. Аденштедта (1954 г.) и М. К. и А. Д. Макквиллэнов (1956 г.). Как указывает в предисловии автор, в основу книги положены фундаментальные труды, издававшиеся в США, Великобритании и Советском Союзе в период 1955—1972 гг., в том числе и материалы первой и второй международных конференций по титану (1968 и 1972 гг.).
Автор книги является профессором Нюрнбергского университета. Он принимал активное участие в конференциях по титану и представлял на них свои доклады. Ульрих Цвиккер является крупным ученым и известным исследователем в области физики металлов и металловедения титана, что и определяет ценность данной монографии. Кроме того, автор сумел привлечь к сотрудничеству ряд крупных специалистов по титану, в том числе В. Кнорра (Эссен, ФРГ), Д. Фаста (Эйндховен,. Голландия), |В. Кролля | (Люксембург), К- Рюдингера (Крефельд, ФРГ), А. Д. Макквиллэна (Бирмингем, Англия), что является дополнительной гарантией доброкачественности обширного фактического материала монографии.
В немецком издании 1974 г. книга У. Цвиккера состоит из 22-х глав, содержит весьма обстоятельную библиографию (около 2500 наименований), которая включает также работы советских исследователей.
Для ускорения русского издания и в связи с ограничением объема в процессе перевода и редактирования по согласованию с автором и издательством «Шпрингер— Ферлаг» некоторые главы были опущены. Содержание этих глав представляет интерес для сравнительно узкого круга специалистов (получение титана из руд, технология плавки, производство различных полуфабрикатов). Кроме того, эти вопросы достаточно широко освещены в отечественной литературе.
В связи с этими сокращениями пришлось изменить нумерацию глав по сравнению с немецким оригиналом, и в дальнейшем изложении, а также и в оглавлении книги дается новая нумерация.
В гл. 1 описываются основные физические свойства титана (структура, изотопы, влияние легирующих эле-
5
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию.................. 5
Глава 1. Физические свойства ................. 13
1.1. Атомные свойства и кристаллическое строение.......... 13
Параметры решетки титана................... 15
Изменение параметров решетки а-титана при легировании..... 18
Изменение параметров решетки Р-титана при легировании..... 19
Структура промежуточных фаз при Р/(а -f- [^-превращении титановых сплавов.......................... 21
Мессбауэровский спектр промежуточных фаз........... 25
1.2. Электрические и магнитные свойства................ 25
Электрическое сопротивление .................. 25
Сверхпроводимость ....................... 29
Константа Холла ....................... 35
Термоэлектрические свойства .................. 36
Магнитные свойства...................... 36
1.3. Тепловые свойства....................... 38
Теплопроводность ....................... 38
Тепловое расширение ..................... 39
Удельная теплоемкость..................... 41
Температуры плавления и превращения............. 42
Давление пара. Теплоты превращения, плавления, сублимации и
испарения........................... 43
Теплота образования сплавов .................. 44
1.4. Плотность........................... 45
1.5. Поверхностное натяжение ................... 45
1.6. Модуль упругости и демпфирующая способность......... 46
Глава 2. Самодиффузия и диффузия примесных атомов....... 50
2.1. Самодиффузия......................... 50
2.2. Диффузия элементов внедрения и инертных газов......... 51
2.3. Диффузия элементов замещения................. 55
Глава 3. Механизм деформации и текстура............ 61
3.1. Деформация гексагонального а-титана и сплавов на его основе ... 62
Механизм деформации путем скольжения............. 62
Механизм деформации путем двойникования........... 68
Механизм деформации кубического р-титана........... 72
3.2. Текстуры деформации и рекристаллизации............ 72
Текстуры а-титана и твердых растворов а-титана......... 72
Текстуры твердых растворов Р-титана.............. 80
Глава 4. Возврат, рекристаллизация и рост зерен......... 83
Глава 5. Фазовое превращение титана и Р- и а-твердых растворов 88
титановых сплавов...................
5.1. Р/а-превращение........................ 92
Р/а-превращение в титане.................... 9*
Влияние легирующих элементов на Р/а-превращение....... 9о
«-стабилизирующие добавки и добавки, слабо влияющие на температуру превращения ...................... ЦЦ*
р-стабилизирующие добавки................... 1"°
Выделение равновесного а-твердого раствора из р-твердого раствора
и пересыщенного а-твердого раствора (мартенсита)........ '*
5.2. Образование промежуточных фаз при р/а-превращении титановых
сплавов............................ JJg
Мартенситное превращение................... '
Образование промежуточных фаз из нестабильного Р- и пересыщенного а-твердого раствора (мартенсита).............. 121
5.3. Образование интерметаллических фаз из р- или а-твердого раствора . 130
5.4. Образование сверхструктуры а-твердого раствора......... 132
5.5/Образование упорядоченного состояния в р-твердом растворе . . . 136
5.6. Диаграммы время — температура—превращение.......... 136
Глава 6. Методы испытаний................... 140
6.1. Механические испытания.................... 140
Испытания на растяжение ................... 140
Испытания на ползучесть и длительную прочность......... 140
Испытания на ударную вязкость................ 141
Испытания на твердость .................... 141
Специальные методы...................... 142
6.2. Неразрушающие методы контроля ............... 143
6.3. Металлографический анализ .................. 144
Подготовка образцов ...................... 144
Травление........................... 148
Микроскопическое исследование................. 150
6.4. Электронномикроскопическое исследование ........... 152
Глава 7. Механические свойства титана............. 154
7.1. Механические свойства титана высокой чистоты.......... 154
7.2. Влияние примесей на механические свойства титана........ 158
Влияние кислорода, азота, углерода и железа на механические свойства .............................. 159
7.3. Механические свойства и нормали для титана технической чистоты . 161
7.4. Температурная зависимость механических свойств........ 170
7.5. Ползучесть .......................... 174
7.6. Усталостная прочность титана технической чистоты........ 179
Глава 8. Механические свойства титановых сплавов и композиционных материалов.................... 186
8.1. Влияние легирующих добавок, растворимых в а-фазе...... 189
8.2. Влияние р-стабилизирующих легирующих элементов....... 193
Механические свойства и термообработка Р- и (а -(- Р)-сплавов . . . 194
Термообработка нестабильных Р- и (a -f- Р)-СПЛЗВОВ....... 203
8.3. Влияние легирующих добавок на механические свойства и ползучесть
при повышенных температурах................. 205
8.4. Технические сплавы (технические нормали и рекомендации по термообработке) ........................... 211
8.5. Механические свойства технических сплавов при комнатной температуре (кроме длительной прочности)............... 216
а-сплавы............................ 216
(а -)- Р)-СПЛЭВЫ......................... 223
Р-СПЛЭВЫ ........................... 231
Влияние примесей, фазового превращения и формирования микроструктуры на механические свойства технических сплавов .... 235 Диаграммы время—температура—превращение технических сплавов.............................. 238
8.6. Температурная зависимость механических свойств технических
сплавов (кроме длительной прочности).............. 240
Механические свойства, ползучесть и температурная стабильность
технических сплавов при температурах выше комнатной.....
Влияние надрезов на механические свойства при низких температурах
(кроме длительной прочности) ................. 250
8.7. Длительная и эксплуатационная прочность ........... 256
8.8. Механические свойства некоторых богатых титаном интерметаллических фаз ........................... 265
8.9. Механические свойства композиционных материалов....... 266
509
Глава 9. Водород в титане и его сплавах............. 268
9.1. Поглощение водорода ...................... 271
9.2. Удаление водорода....................... 275
9.3. Диаграмма состояния системы титан—водород и свойства гидрида титана............................. 278
9.4. Влияние легирующих элементов на растворимость водорода в титане
и парциальное давление водорода................ 281
9.5. Влияние водорода на механические свойства титана и сс-титановых сплавов............................ 282
9.6. Влияние водорода на механические свойства (а -|- (3)- и Р-СПЛЭВОВ . . 287
9.7. Влияние водорода на пластичность............... 293
9.8. Влияние водорода на процессы старения и структуру........ 293
Глава 10. Коррозия в жидкостях и реакции с газами........ 296
10.1. Коррозия титана и его сплавов ................ 296
10.2. Пассивация.......................... 303
Пассивация в водных и других растворах и влияние ингибиторов . . 306 Пассивация посредством предварительного окисления или применения внешнего тока ...................... 312
Пассивация посредством образования гальванических пар и контактная коррозия....................... 316
Щелевая коррозия ...................... 318
10.3. Влияние легирующих добавок на коррозионную стойкость .... 319
10.4. Коррозионные свойства в расплавах металлов, в расплавах солей
и в парах металлов...................... 326
10.5. Коррозионное растрескивание ................. 328
10.6. Взаимодействие титана с газами, содержащими кислород и азот . . 345
Взаимодействие титана с кислородом.............. 345
Взаимодействие титана с азотом................ 349
Взаимодействие титана с воздухом и другими газами....... 350
Взаимодействие титановых сплавов и соединений с газами..... 350
Спонтанные реакции с газами и жидкостями........... 353
Глава 11. Износ ........................ 355
11.1. Износ при скольжении..................... 355
11.2. Эрозия, кавитация и капельно-ударный износ.......... 358
Г л а в а 12. Бинарные системы................... 362
Ti— Ag............................ 362
Ti-Al............................ 362
Ti-Au............................ 363
Ti—В ........................... 363
Ti-Be............................ 363
Ti-C ............................ 364
Ti-Cd............................ 364
Ti-Co............................- 364
Ti-Cr ............................. 364
Ti—Cu............................ 365
Ti-Fe............................ 365
Ti-G» ................. 365
•n-Hf ::..:....................... ses
Ti-ln ............................ 365
Ti-Mg............................ 367
Ti-Mn............................ 367
Ti-Mo............................ 367
Ti—N ................. 368
Ti-Nb............................ 368
Ti-Ni............................ 368
Ti-0............................. 368
510
Ti—Os.................... „Rq
jj_p ........ joy
т- • т-л J ........................ ОиУ
Ti—Pd........................ o69
?-pt.........................::: gj
T;-PU............................ 369
T.!-g|;............................. 369
?-?h............................ 370
j!-|? ............................ 370
T'-Si ............................ 371
Tj.-Sn............................ 371
?-Ta............................ 371
?-U ............................ 371
?-V ............................ 371
?-W ............................ 372
I'.-Z"............................ 372
Tl~Zr ............................ 372
Глава 13. Технически важные тройные системы......... 373
Ti—Ag—Ai......................... 373
Ti-Aj-Be.......................... 373
11—Al—Cr........... 470
Т • + * s~. . . • ......... O/O
T!-A -cu.......................... 378
Ti—Al— Mn.......... 070
1-Г- • * I » ,.............. O'U
?-A -Mo.......................... 378
Ti—Al—V ...... 070
~. XT. „ .................. O/O
Ti-Nb-Zr.......................... 380
Ti-Sn-V........................... 380
Список литературы................... 38]
Дополнительные сведения к списку литературы............ 498
Предметный указатель ....................... 505
Цена: 300руб.
