Титан по совокупности физико-механических свойств является одним из важнейших современных конструкционных материалов. Он почти в 2 раза легче, чем углеродистые стали и многие цветные сплавы, его плотность равна 4,5 г/см 3 .
Титан высокопрочный (σв = 30 ÷ 60 кгс/мм 2 ) и пластичный металл (б = 25 ÷ 50%). Коррозионная стойкость титана в ряде агрессивных сред превосходит нержавеющие стали.
Титан довольно широко распространен в природе, его в 10 раз больше, чем Мп, Сr, Си, Zn, V, Ni, Со, Mn, W и Nb вместе взятых. Эти и ряд других ценных свойств открывают большие возможности широкого применения титана в промышленности.
На поверхности титана всегда имеется альфированный слой, насыщенный атмосферными газами. Перед пайкой этот слой необходимо удалить пескоструйной обработкой или травлением в растворе следующего состава: 20-30 мл H2N03, 30-40 мл.НCl на литр воды.
Время травления 5-10 мин при комнатной температуре. После такой обработки на поверхности титана все же остается тонкая окисная пленка, препятствующая смачиванию титана припоем.
Как разорвало подлодку «Титан»?
Поэтому иногда пытаются паять титан с применением специальных флюсов, по составу и химизму действия аналогичных флюсам для пайки алюминия. Но соединения титана, паянные с применением таких флюсов, получаются недостаточно качественными.
Обычно пайку титана и его сплавов ведут в вакууме или в аргоне марки А, который тщательно очищен от примесей кислорода, азота и паров воды. Только в такой чистой атмосфере или в вакууме окисная и нитридная пленки на титане растворяются в металле при условии, что температура пайки выше 700°С.
Поэтому процесс пайки титана ведут обычно при температуре 800-900°С, что способствует быстрой очистке поверхности титана и хорошему смачиванию его припоями.
Пайку титановых сплавов при более высокой температуре производят довольно редко, особенно печную, так как при длительном нагреве при температуре выше 900° С он склонен к росту зерна и к некоторому снижению пластических свойств.
Поскольку предел прочности основного металла при этом практически не снижается, то в отдельных случаях соединение титановых сплавов пайкой производят даже при 1000° С
Водород, всегда находящийся в титане и снижающий его пластичность, удаляется при пайке (или нагреве) в вакууме 10- 4 мм рт. ст. при температуре около 900° С, поэтому пайка титана в вакууме предпочтительнее чем пайка в нейтральной атмосфере.
При выборе припоя, способа и режимов пайки необходимо иметь в виду, что титан образует хрупкие интерметаллиды в паяном шве почти со всеми элементами, входящими в припои.
Поэтому в качестве основы припоя часто выбирают серебро, которое образует с титаном интерметаллиды, предположительно менее хрупкие, чем с другими металлами.
Иногда за основу припоев выбирают алюминий, который образует с титаном oграниченную область твердых растворов, что позволяет рассчитывать получение менее хрупких, паяных соединений.
Из указанных припоев практическое применение нашли серебряные припои, которые позволяют получить при пайке в печи при температуре 950-1000°С высокопрочные паяные соединения.
Так, например, при пайке титана ВТ1Д чистым серебром в атмосфере аргона предел прочности (σв) паяных соединений составляет 18- 20 кгс/мм 2 , а при пайке серебром, легированным марганцем (10-15%), предел прочности (σв) паяных соединений достигает 28 кгс/мм 2 .
При этом соединения, паянные чистым серебром, неустойчивы против коррозии и в течение года (в городской атмосфере) снижают свою прочность на 25-30%.
Еще более высокие значения предела прочности паяных соединений можно получить при высокотемпературной пайке титана припоями на основе никеля или меди (σв = 30 кгс/мм 2 ), но эти металлы очень быстро растворяют его, вызывая сильную эрозию и охрупчивание в зоне швов.
Для получения более пластичных и прочных соединений с успехом применяют диффузионную пайку титана, сущность которой заключается в том, что изделие, паянное минимально необходимым количеством припоя, например никелем, медью, железом, кобальтом и другими металлами, выдерживают при температуре пайки до тех пор, пока в паяном соединении не образуется пластичный твердый раствор. Прочность соединений, полученных таким способом, близка к прочности основного металла.
Пайка титановых сплавов оловянно-свинцовыми и другими низкотемпературными припоями применяется редко. В этом случае перед пайкой титан покрывают никелем химическим или гальваническим способом. Для увеличения сцепления никеля с титаном его подвергают нагреву до 250° С в течение 1 ч. После этого пайку производят теми же припоями и флюсами, которые применяют для чистого никеля.
Паять титан и его сплавы легкоплавкими припоями возможно также после предварительного покрытия деталей оловом, серебром или медью. Для покрытия оловом подготовленное под пайку изделие быстро опускают на 10-20 мин в нагретое до 700° С олово.
Покрыть титан оловом можно и при помощи флюса, в состав которого входит хлористое олово. Компоненты флюса просушивают и применяют в мелкоразмолотом виде. Деталь покрывают флюсом толщиной до 3 мм и нагревают в печи с нейтральной средой до 350-400°С.
Медное покрытие может быть получено погружением изделия на несколько секунд в расплавленную хлористую медь или ее смесь с другими хлоридами меди при температуре 650-700°С.
Серебром титан покрывают методом погружения изделия в расплавленное серебро. После охлаждения деталь очищают от остатков флюса и шлака паром или кипячением в воде с последующей зачисткой наждачной бумагой или щеткой. Луженое изделие паяют легкоплавкими припоями с температурой плавления не более 200°С с применением канифольных флюсов.
Перед нанесением покрытия детали обрабатывают в соответствии с технологией, применяемой в гальванотехнике.
Источник: www.prosvarky.ru
Кислород закончился: остались ли шансы найти батискаф «Титан»?
Кислород на застрявшей подлодке «Титан» закончился. По крайней мере, об этом говорят подсчёты спасателей и специалистов. Участники операции признаются, что с понедельника продвинуться в поисках так и не удалось. Шансов на спасение почти не осталось. Почему так произошло?
Единственная зацепка
Искать батискаф начали три дня назад. Однако первая надежда на спасение появилась лишь накануне. Поисковики сообщили о «подводных шумах», пойманных в зоне операции. Казалось, это станет первым шагом на пути к «Титану».
Но увы, из-за огромной площади поисков определить точный источник звука, а уж тем более его место почти нереально. Об этом заявили британские учёные, собравшиеся сегодня на брифинге по ситуации. Среди них: океанологи, профессора морской инженерии, доктора наук и другие.
Что сказали ещё?
Участники признались: достичь какого-либо успеха так и не удалось. По их мнению, операции на такой глубине занимают как минимум несколько недель. Даже если подлодку найдут прямо сейчас, на её поднятие уйдёт не менее двух часов. С учётом заканчивающегося кислорода это непозволительная роскошь.
Как так вышло?
Назвать точную причину случившегося пока нельзя. Официально это потеря связи. Неофициально — что угодно. Вопросов только к устройству «Титана» до сих пор остаётся немало.
Например, ещё в прошлом году журналист Дэвид Пог снимал о нём фильм. Тогда подлодка пропала с радаров на несколько часов, но часть об этом из фильма попросту вырезали. Значения этому никто не придал, но то, что проблемы со связью были и ранее, можно сказать с большой уверенностью.
Какие шансы у людей?
По мнению экспертов, даже если по расчётам запас кислорода закончился, остаётся ряд факторов, которые могли поменять ситуацию. Продлить время могло банальное снижение частоты дыхания, количество движений и прочее мелкое. Сказать со 100%-ной уверенностью, что люди на «Титане» мертвы, нельзя. Поиски продолжаются. Участвуют США, Великобритания, Канада и Франция.
Источник: mash.ru
«Лира»: в чем заключалась сила советской атомной субмарины проекта 705
Можно с уверенностью сказать, что проект подводных лодок 705 был если и не жемчужиной, то определенно одним из величайших достижений советских конструкторов. Первая субмарина данного типа была построена в 1969 году. В общей сложности в СССР создали таких семь. В составе флота подлодки получили красивое название «Лира» в честь древнего музыкального инструмента. В НАТО данные подлодки классифицировали индексом «Alfa».
Подлодка с титановым корпусом. |Фото: infosmi.net.
Проект 705 «Лира» разрабатывался СКБ-143 под руководством Анатолия Борисовича Петрова и Михаила Георгиевича Русанова. Примечательны данные АПЛ (атомная подводная лодка) были уже одним только своим корпусом, который полностью выполнен из титановых сплавов. Титан – это очень легкий и в то же время прочный материал. При этом титановые сплавы крайне сложны в сварке. Еще одним важным достоинством материала является то, что он не подвержен коррозии.
Уникальная субмарина. |Фото: livejournal.com.
Во многом именно благодаря легкости и компактности корпуса, подводная лодка получилась настолько маневренной и быстроходной. Надводная скорость движения «Лиры» могла достигать 26 км/ч или 14 узлов. Скорость движения в подводном состоянии составляла 75 км/ч или 41 узел.
В движение АПЛ приводилась новейшим на тот момент водо-водяным реактором с жидкостным металлическим теплоносителем, который состоял из циркулирующей смеси висмута и свинца. Благодаря такому техническому решению, реактор получился чрезвычайно компактным. Отдача агрегата составляла 15 000 л.с. Дополнялась установка парой нагнетателей по 1 500 кВт мощности каждый.
Рекордная скорость движения. |Фото: livejournal.com.
Для своего времени «Лиры» имели просто «чудовищный» уровень автоматизации. Все управление подводной лодкой сводилось к центральному посту. Экипаж субмарины составлял 32 человека и состоял исключительно из офицеров и мичманов. Правда в этом была и проблема: в случае поломки в море субмарина без матросов начинала испытывать дефицит рабочих рук.
Вооружалась субмарина 6 торпедными аппаратами калибра 533 мм. Все установки были гидравлическими. Пуск торпеды осуществлялся при помощи воды, а не воздуха. Применять такую систему можно было на любой глубине.
Все были списаны и распилены. |Фото: karopka.ru.
За 20 лет эксплуатации на «Лирах» не было ни одной поломки. Хотя одна субмарина в итоге все-таки была выведена из состава флота из-за неисправностей. Благодаря высокой скорости, даже сегодня АПЛ проекта 705 могли бы уходить от любого преследования. Увы, Перестройка 1980-х годов поставила крест на наукоемком и дорогостоящем проекте.
Стране, стремившейся к общественному и экономическому обновлению, были больше не нужны суперэффективные субмарины со сложнейшей эксплуатацией. В 1997 году «Лиры» принялись выводить в резерв, после чего сразу же стали утилизировать. Последняя АПЛ данного семейства была порезана на металлолом в 2009 году.
Видео с нашего канала расскажет о том, зачем нужны окна на подводной лодке, и почему они не лопаются на глубине:
Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать о том, что за странная подводная лодка засветилась в фильме «Особенности национальной рыбалки».
Источник: novate.ru