(0 Голосов)

 

Сплав ферротитан

Ферротитан – это сплав железа, в котором содержится либо до 35 %, либо свыше 60 % титана (Ti), от 1 % до 7 % алюминия (Al), от 1 % до 4,5 % кремния (Si) и до 3 % меди (Cu). В качестве сырья для получения низкопроцентного ферротитана используются ильменитовый концентрат и титановые отходы, которые плавятся внепечным алюминотермическим методом, а для получения высокопроцентного ферротитана – железные и титановые отходы, сплавляемые в электрической печи.

В зависимости от соотношения легирующих элементов ферротитаны, или титаножелезные сплавы, состоят из различных интерметаллических соединений титана и железа, в которых эти два металла могут присутствовать в избытке. К тому же, в зависимости от состава легирующих элементов, в ферротитанах дополнительно встречаются кристаллы железа разной структуры и интерметаллические соединения железа и углерода. В общем и целом, структура сплава образована разными кристаллами.

Титаножелезный сплав имеет эвтектическую температуру при соотношении компонентов сплава 80 % (железо) и 20 % (титан). При этой температуре титаножелезный сплав имеет единую температуру плавления. Ферротитаны применяются, например, в судостроении, в качестве основного компонента сплава для изготовления высококачественной стали, а также в производстве подводных лодок.

Структура этих титаножелезных сплавов характеризуется особенно высокой прочностью на разрыв, превышающей 2 ГПа. Это объясняется тем, что 2 разных интерметаллических соединения титана и железа сцеплены друг с другом в тонко разветвленную микроструктуру.

Проблемой при изготовлении ферротитанов является контроль над ростом кристаллов при разных условиях охлаждения. Так, вследствие температурного градиента может наблюдаться рост пластинчатых эвтектических кристаллов, который придает готовому материалу сильные анизотропные свойства. Целью при изготовлении ферротитанов является получение древовидной тончайше сцепленной кристаллической структуры, обладающей высокой прочностью.

В настоящее время эвтектический титаножелезный сплав является предметом исследований, проводимых в Германии в рамках крупного совместного проекта Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена, Дюссельдорфского института Макса Планка и Лейбницкого института комплексных материалов.