Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 33. 16 september 1952 - Nya material - Titanlegeringar med hög hållfasthet, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
16 september 1952
■ 747
Fig. 2. Struktur hos titanlegering valsad vid en temperatur
vid vilken både alfa- och betatitan är stabila; alfafas
mörk, betafas ljus; 600 X.
mangan, en annan 4 ■% mangan och 4 fl/o aluminium, en
tredje 3 <•/<> aluminium, 5 ’°/o krom, 0,6 ’Vo kol och en fjärde
2,5 •/« krom, 1 "°/o järn.
Rent titan har två kristallformer, alfatitan med
hexa-gonalt gitter och betatitan med kubiskt. Den förra formen
är stabil under 885°C, den senare över denna temperatur.
Jämviktsdiagrammet för titanlegeringar är av annan typ
än t.ex. för järn-kollegeringar (fig. 1). Det finns nämligen
ett område där alfa- och beta-titan är stabila vid sidan av
varandra (diagrammets nedre vänstra hörn).
Alla hittills kommersiellt framställda titanlegeringar med
hög hållfasthet har sådan halt av legeringsämnen, att de vid
rumstemperatur och jämvikt är blandningar av alfa- och
betatitan. Järn, krom och mangan stabiliserar nämligen
betatitan till under rumstemperatur. Blandningens
sammansättning kan ändras något genom tillsats av metaller som
stabiliserar alfatitan, t.ex. aluminium, kol, syre och kväve,
men i huvudsak är den likartad för alla fyra legeringarna.
Titanlegeringarna består alltså av två huvudkomponenter,
båda med hög hållfasthet och seghet. De bildar fina,
vanligen rundade korn i intim blandning (fig. 2). Ämnen som
stabiliserar den ena av titans båda kristallformer är mest
lösliga i denna. Aluminium har sålunda större löslighet i
alfa- än i betatitan, medan mangan löser sig lättare i
beta-än alfatitan. På grund härav kan man genom val av
legeringsmetall öka hållfastheten hos vilken som helst av
legeringens huvudkomponenter. Detta förhållande torde vara
unikt inom metallurgin.
Den betastabiliserade legeringen med 7 °/o Mn har mycket
god seghet vid böjning och hög hållfasthet. Den är därför
lämplig till valsad plåt. I legeringen med 4 ■%> Mn, 4 °/o Al
har både alfa- och betafasens hållfasthet ökats. Denna
legering har därför något mindre seghet än
manganlegeringen men avsevärt högre varmhållfasthet och bättre
kryp-egenskaper. Den är lämplig för smidda delar av vilka
fordras hög varmhållfasthet.
Vid kristallomvandlingar i konstruktionsmaterial får
sammanhanget mellan ny fas och grundmassa naturligtvis
inte brytas, ty materialet skulle då falla sönder, t.ex. som
tenn vid tennpest. Därför uppstår spänningar i gränsytorna
mellan faserna, om atomavstånden i dessas kristallgitter
inte stämmer riktigt med varandra. Sådana
kohesionsspän-ningar anser några vara huvudorsaken till en legerings
hållfasthetsändring vid utskiljningshärdning. I
titanlegeringar uppstår kohesionsspänningar när alfatitan bildas ur
betatitan vid avkylning. Härigenom växer materialets hård-
Fig. 4. Mangan-titanlegeringar, t.v. med 7 °/o mangan kyld
långsamt efter upphettning till 680°C, t.h. med 5 °/o mangan
kyld i vatten.
Fig. 3. Titanlegering med 7 °/o mangan, t.v. vattenkyld,
150 X, t.h. återupphettad till 500°C i 15 min; 600 X.
het. Ehuru besläktad med utskiljningshärdning bör denna
typ av egenskapsändring kallas kohesionshärdning.
En valsad eller smidd titanlegering är vanligen
kohesions-härdad och därför instabil åtminstone vid förhöjd
temperatur. Därför måste den stabiliseras genom glödgning. För
legeringen med 7 ®/o Mn sker detta genom upphettning 1 h
till 595°C. För legeringen med 4 ®/o Mn, 4 °/o Al fordras
upphettning 1 h till 705’°C. Stabiliseringen påverkar inte
mikrostrukturen märkbart. Vid kylning från högre
temperatur kommer legeringarna att innehålla mera betatitan
som inte omvandlas till alfatitan vid rumstemperatur.
Betafasen som inte angrips vid etsning utan förblir blank är
då delvis instabil och övergår till alfafas redan vid kort
upphettning till relativt låg temperatur, varvid ytan blir
oblank vid etsning (fig. 3).
Om en titanlegering kyls sakta från en temperatur vid
vilken endast betafas existerar, får den en struktur som
efter etsning består av mörka lameller av alfafas i en
grundmassa av ljus betafas (fig. 4 t.v.). Kyls den snabbt,
får den i stället en struktur som påminner om martensits
(fig. 4 t.h.). Legeringens struktur blir betydligt grövre vid
snabb än vid långsam kylning (W L Finxay & M B
Vor-dakl i Metal Progress febr. 1952). SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
