В книге кратко рассмотрены история открытия титана и его роль в техническом прогрессе, показаны методы получения и описаны свойства титана. Основное внимание уделено металлохимии титана — закономерностям его взаимодействия с различными элементами периодической системы-Приведены результаты изучения фазовых равновесий (с привлечением методов физико-химического анализа) и зависимостей свойств от состава и строения сплавов.
Критически рассмотрены диаграммы состояния и диаграммы состав—свойство систем на основе титана по литературным данным и на основе собственных исследований. Классифицированы элементы по их взаимодействию с титаном и рассмотрены принципы рационального выбора легирующих элементов для разработки и создания титановых сплавов с заданными свойствами.
Книга имеет научно-справочный характер и рассчитана на широкий круг специалистов: металлургов,' металловедов, конструкторов, машнно- и приборостроителей; заинтересованных в полу-' ченин, разработке и практическом использовании титановых сплавов. Монография будет полезна студентам и преподавателям металлургических вузов и факультетов. Таблиц 31, иллюстраций 212, библиогр. 911 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
—1 Титан по распространенности в природе занимает среди технически важных I
металлов четвертое место после алюминия, железа и магния. Тем не менее ; I он как конструкционный материал был призван на службу человечеству \ ! только в середине нашего века. Технический прогресс и развитие новых I отраслей техники: ракетной, авиационной, атомной энергетики и косми-i ческой техники — предъявили требования, которые не удовлетворялись | существующими материалами. Высокая температура плавления, малый | удельный вес, высокая прочность, коррозионная стойкость во многих аг-i рессивных средах и морской воде сделали титан почти универсальным и необходимым материалом длях многих новых конструкций в различных _отраслях новой техники. -~
Г~ Особо важное значение имеют сплавы на основе титана с более высокой 1 'удельной прочностью, жаропрочностью, жаростойкостью и коррозибнной 1 стойкостью, чем чистый титан. В связи с задачами новой техники требова- ; лось решать комплекс вопросов по геологии и геохимии титана, разработке : „методов получения титана и его сплавов и областям их применения.
Академия наук СССР, академии наук союзных республик, отраслевые институты министерств, предприятия за последние 25 лет провели крупные теоретические и прикладные работы по проблеме титана и его сплавов.
Проведены систематические исследования в области металлургии, металловедения, металлохимии титана; в стране создана передовая металлургия титана, организовано и освоено промышленное производство изделий из титана и его сплавов. В результате титан стал одним из важнейших материалов в техническом прогрессе страны, выявлены области наиболее эффективного его применения в народном хозяйстве. Академией наук СССР совместно с отраслевыми институтами и предприятиями по этой научной и народнохозяйственной проблеме проведено более 10 научно-технических сессий и опубликованы сборники трудов этих совещаний, статьи и обзоры.
За рубежом, в странах, производящий и применяющих титан (США, Англия, Япония), также проведены крупные научные исследования.
В 1968 и 1972 гг. с участием советских ученых были организованы две международные конференции (одна в Англии в 1968 г. и вторая в США в 1972 г.) по исследованиям, технологии и применению титана.
В нашей стране выпущены монографии по титану и его сплавам. Из них труды В. Н. Еременко «Титан и его сплавы» (1960), В. А. Гарматы и др. «Металлургия титана» (1968), А. Д. и М. К. Макквиллэн «Титан» (перев. с англ., 1958) стали теперь библиографической редкостью. Книги Е. К. Молчановой «Атлас диаграмм состояния титановых сплавов» (1966), В. И. До- . •баткина «Слитки титановых сплавов» (1966) и других авторов посвящены важным, но отдельным проблемам.
• В связи с большими перспективами исследований производства и применения титана и его сплавов в народном хозяйстве появилась настоятельная необходимость в издании монографии, обобщающей многочисленные теоретические и прикладные работы по титану, проведенные в нашей стране и
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...........- . . ,.................... 3
Глава I: Общие сведения...........,.............. 5
Из истории титана...................,..... 5
Распространенность титана в земной коре и его месторождения ... 6
Титановые минералы и .руды................... 8
Мировые запасы титановых руд (на начало 1971 г.) ...:.... 10
Методы получения и промышленного производства титана .... 11
Роль титана и его сплавов в техническом прогрессе ....... 14
К вопросу о долгосрочном прогнозировании производства титана и
его сплавов........................... 18
Литература ..-...:..'................... 19
Глава II. Основные свойства титана.................... 22
Состав технически ^истого титана.................. 22
Структура титана..................•...... 23
Физические свойства . . .•.................... 25
Химические свойства....................... 25
Механические свойства...................... 27
Технологические свойства..................... 30
Литература............................ 31
Глава III. Металлохимия титана...................... 33
Предмет и задачи металлохимии................. 33
Основные факторы, определяющие взаимодействие металлов ... 34 Развитие теории строения металлических твердых растворов и ме-
таллидов............................. 39
Взаимодействие титана с другими элементами периодической системы 40
Литература............................ 46
Глава IV. Взаимодействие титана с металлами IVA группы (Zr, Hf) .... 47
О порядке описания диаграмм состояния............. 47
Система Ti — Zr......................... 49
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Zr ...... 50
Система Ti — Hf......................... 57
Система Ti — Sc......................... 58
Литература........................... 59
Глава V. Взаимодействие титана с металлами VA группы (V, Nb, Та) .... 61
Система Ti — V.......................- . 62
Диаграммы состав — свойство сплавов системы Ti — V....... 66
Система Ti — Nb.....:.................. . 70
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Nb..... 72
Система Ti — Та......................... 77
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Та...... 79
Литература........................... 81
Глав.а VI. Взаимодействие титана с металлами VIA группы (Сг, МО, W) ... 83
Система Ti — Сг .......................... 83
306
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Сг..... 87
Система Ti — Mo........................ 91
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Mo...... 93
Система Ti — W..........,............ 97
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — W..... 102
Литература.......................... . 106
Глава VII. Взаимодействие титана с металлами VII А группы (Мп, Тс, Re) . . 108
Система Ti — Мп......................... 108
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Мп..... 112
Система Ti — Тс .............-.......... 116
Система Ti — Re......................... 118
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Re..... 120
Литература........................... 121
Глава VIII. Взаимодействие титана с металлами VIII А группы (Fe, Co, Ni) . . 123
Система Ti — Fe......................... 123
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Fe....... 126
Система Ti — Со......................... 131
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Со..... 133
Система Ti — Ni......................... 134
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Ni...... 140
Литература............................ 142
Глава IX. Взаимодействие титана с металлами VIIIA группы (Ru, Rh, Pd, Os,
Ir, Pt)................ . . ,............ 144
Система Ti — Ru . . . ..................... 144
Система Ti — Rh .'...,..................... 146
Система Ti — Pd........................... 148
Диаграмма состав—свойство сплавов системы Ti — Pd....... 150
Система Ti — Os . . ....................... . *. 152
Система Ti — Ir......................... 152
Система Ti — Pt......................... 155
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Pt..... 158
Литература...............'............ 160
Глава X. Взаимодействие титана с металлами IB (Cu, Ag, Аи) и ИВ групп
(Zn, Cd, Hg)......,..................... 161
Система Ti — Си......................... 161
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Си . ...... 165
Система Ti — Ag.......................v. . 169
Система Ti — Аи........................ 170
Система Ti — Zn ........................ 171
Система Ti — Cd . ........................ 172
Система Ti — HgN......................... 173
Литература........................... 174
Глава XI. Взаимодействие титана с элементами IIIB группы (В, Al, Ga, In, TI) 175
Система Ti — В........................ 176
Система Ti — Al....................... . 178
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Al.....'. 189
Система Ti — Ga......................... 198
Система Ti — In......................... 199
Система Ti — TI.....;................... 200
Литература........................... 201
Глава XII. Взаимодействие титана с элементами IVB группы (С, Si, Ge, Sn, Pb) 203
Система Ti — С......................... 203
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — С....... 205
Система Ti —Si.......................... 207
307
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — Si....... 209
Система Ti — Qe . ....................... 211
Система Ti — Sn.........-................ 212
Диаграммы состав—свойство, сплавов системы Ti — Sn...... 214
Система Ti — Pb................f........ .216
Литература........................... 217
Глава XIII. Взаимодействие титана с элементами VB группы (N, P, As, SbA Bi) 218
Система Ti — N......................... 218
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — TiN...... 220
Система Ti — Р......................... 222
Система Ti — As.......................... 224
Система Ti — Sb.......................; . 225
Система Ti — Bi . . ....................... 225
Литература............................ 226
Глава XIV.. Взаимодействие титана с элементами VIB группы (О, S, Se, Те) . 22i
Система Ti — О......................... 227
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — О....... 243
Система Ti — S......................... 253
Система Ti — Se...................'...... 256
Система Ti — Те......................... 257
Литература............................ 258
Глава XV. Взаимодействие титана с лантаноидами и актиноидами...... 260
Система Ti — Sc......................... 260
Система Ti — Y . ........................ 261
Система Ti — La......................... 262
Система Ti — Се.......................... 263
Система Ti — Nd........................ 263
Система Ti — Gd......................... 264
Система Ti — Th....................'..... 265
Система Ti — U.......................... 266
Диаграммы состав—свойство сплавов системы Ti — U....... 267
Литература............................ 268
Глава XVI. Взаимодействие титана с металлами II Аи lArpynn(Be,Mg,Ca,Ba,
Sr, Ra, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)................. 269
Система Ti — Be......................... 269
Система Ti — Mg.............., .......... 271
Система Ti — Ca ."...............,. . . .'..... 274
Взаимодействие титана с металлами IA группы (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) 275
Система Ti — Li......................... 275
Литература.............................. 277
Глава XVII. Взаимодействие титана с водородом............... 278
.Система Ti — Н ......................'. . . 279
Гидриды титана......................... 281
Диаграммы состав — свойство сплавов системы Ti— Н..... 284
Литература............................. 287
Глава XVIH. Классификация типов взаимодействия титана с элементами периодической системы Д. И. Менделеева ................ 289
Типы диаграмм состояния на основе титана ...'. ....... 289
Типы диаграмм состав — жаропрочность.............. 297
К вопросу об элементах, стабилизирующих а- и ^-структуру . . . 299
Литература......;...................... 301
Области применения титана и его сплавов ,........... 302
Литература........................... 305
Цена: 500руб.
