Лигатура в слитках AlTi80: состав, свойства и применение в металлургии
Лигатура в слитках AlTi80 — это алюминиево-титановый сплав, содержащий 78–82 % титана и алюминий в качестве основы. Материал выпускается в виде слитков массой 0,5–6 кг и применяется для легирования алюминиевых расплавов титаном, а также для ввода титана в жаропрочные и интерметаллидные сплавы. В отличие от чистого титана, температура плавления которого превышает 1660 C, лигатура AlTi80 плавится при 1150–1250 C, что обеспечивает её полное усвоение в алюминиевых ваннах без образования тугоплавких включений.
Технические характеристики
Слитки AlTi80 получают методом алюминотермического восстановления или индукционной плавки в атмосфере аргона. Структура слитка — дисперсные интерметаллидные фазы TiAl в алюминиевой матрице. Равномерное распределение интерметаллидов обеспечивает стабильную кинетику растворения при 700–780 C.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 78–82 % | ГОСТ 22662 / титриметрия | Точность легирования | Основной легирующий элемент |
| Массовая доля Al | основа | Расчёт по разности | Снижение температуры плавления | Матрица сплава |
| Fe, не более | 0,30 % | ГОСТ 22662 | Контроль примесей | Ограничение для авиасплавов |
| Si, не более | 0,20 % | ГОСТ 22662 | Контроль примесей | Влияет на вязкость расплава |
| Температура плавления | 1150–1250 C | ДТА | Усвоение в расплаве | Ниже t плавления Ti |
| Плотность слитка | 3,4–3,7 г/см | Гидростатика | Погружение в ванну | Тонина погружения |
| Масса слитка | 0,5–6,0 кг | Взвешивание | Дозирование | По согласованию |
Области применения
- Легирование алюминиевых расплавов при производстве сплавов систем Al–Ti, Al–Ti–B для получения модифицирующего эффекта.
- Ввод титана в жаропрочные никелевые сплавы в вакуумно-индукционных печах (ВИП) и установках электрошлакового переплава (ЭШП).
- Производство интерметаллидных сплавов на основе TiAl для лопаток газотурбинных двигателей.
- Модифицирование литейных алюминиевых сплавов АК12, АК7ч в литейных цехах автомобилестроения.
- Изготовление титановых мастер-сплавов для последующего вакуумно-дугового переплава (ВДП).
- Раскисление и легирование специальных сталей в ковшевой металлургии.
Технология ввода в расплав
Слитки AlTi80 вводят в алюминиевый расплав при температуре 720–760 C. Предварительный подогрев лигатуры до 200–300 C снижает риск насыщения расплава водородом. Растворение слитка массой 1 кг в ванне объёмом 5 т занимает 8–15 минут при механическом перемешивании. Усвоение титана достигает 92–97 % при соблюдении температурного режима. Для ввода в никелевые жаропрочные сплавы лигатуру загружают в шихту ВИП совместно с никелем и хромом.
Упаковка, маркировка и условия хранения
Слитки поставляются в металлических контейнерах или деревянных ящиках с полиэтиленовой выстилкой. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава и номера плавки. Хранение — в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 70 %. Контакт с влагой не допускается во избежание окисления поверхности и образования оксидной плёнки, затрудняющей усвоение.
Вопросы и ответы
Какое содержание титана соответствует лигатуре AlTi80?
Массовая доля титана составляет 78–82 %. Остальное — алюминий и регламентированные примеси (Fe 0,30 %, Si 0,20 %).
При какой температуре вводят лигатуру AlTi80 в алюминиевый расплав?
Оптимальный интервал — 720–760 C. Предварительный подогрев слитков до 200–300 C рекомендуется для снижения газонасыщения расплава.
Каково усвоение титана из лигатуры AlTi80?
При соблюдении температурного режима и перемешивании усвоение составляет 92–97 %. Потери связаны с окислением и угаром на поверхности ванны.
Чем AlTi80 отличается от чистого титана при легировании?
Температура плавления AlTi80 — 1150–1250 C против 1660 C у чистого титана. Это обеспечивает растворение в алюминиевой ванне без тугоплавких включений.
