Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 22 декабря 2017 г. N 2072-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ. СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ.
ТИТАН
ПАРАМЕТРЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР
ОТ 5 К ДО 300 К. КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ
В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ 5 К ДО 1200 К
State system for ensuring the uniformity of measurements.
National standard. Standard reference data. Titanium.
Lattice constants for the temperature range from 5 K
to 300 K. Linear temperature expansion coefficient
for the temperature range from 5 K to 1200 K
ГОСТ Р 8.935-2017
ОКС 17.020
Дата введения
1 марта 2018 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Главным научным метрологическим центром "Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов" (ГНМЦ "ССД")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 "Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2017 г. N 2072-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на стандартные справочные данные (далее - ССД) о базовых структурных характеристиках титана - параметрах кристаллической решетки (размерах элементарной ячейки) в диапазоне температур от 5 К до 300 К, а также на данные о величинах коэффициента линейного теплового расширения (далее - КЛТР) в диапазоне температур от 5 К до 1200 К.
Настоящий стандарт предназначен для применения в криогенике, пищевой промышленности, товарах народного потребления, а также в сфере медицины, судо-, автомобилестроения, нефтехимической промышленности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.614 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения
ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Общие положения
Актуальность достижения более точных значений структурных характеристик химического элемента титан Ti связана с его высокими прочностными свойствами при повышенных температурах и высокой пластичностью при низких температурах. Высокая коррозионная стойкость титана, в том числе в ряде агрессивных сред, способствует его применению в криогенных устройствах, а также в пищевой промышленности, товарах народного потребления и в медицине.
Исходной характеристикой строения кристаллической решетки веществ являются ее параметры (размеры элементарной ячейки), которые определяют их многие физические свойства и относятся к базовым характеристикам конденсированного состояния вещества, отражая баланс сил притяжения и отталкивания между атомами. Вычисляемый по этим данным объем ячейки, а при наличии данных для различных температур и значений КЛТР необходимы при проектировании и использовании материалов в различных устройствах в широком диапазоне температур.
Температурный диапазон, в котором используется титан, включает температуры от близких к абсолютному нулю до комнатной температуры, а также до предельно высоких температур (например, при применении в различных деталях двигателей). Значения величин КЛТР для анизотропных элементов с более низкой симметрией элементарной ячейки, чем кубическая, наиболее адекватно определяются рентгеновскими методами [1]. Рентгеновские методы позволяют учитывать значительную анизотропию значений КЛТР титана, наличие которой определяется гексагональной симметрией его элементарной ячейки.
Экспериментально величины КЛТР для титана определялись и другими методами, которые пригодны в основном для поликристаллических веществ. Эти методы дают усредненное значение величины КЛТР, которое может не совпадать даже с усредненными рентгеновскими данными, так как поликристаллические материалы из титана часто имеют заметную текстуру. Кроме того, на результаты измерений, например дилатометрических, может влиять наличие пор в поликристаллах и других микро- и макродефектов, образующихся при затвердевании или после термомеханической обработки материала. Поэтому наиболее адекватные значения КЛТР должны быть основаны на рентгеновских (в настоящее время дифрактометрических) измерениях, особенно с использованием монокристаллов высокой чистоты.
Промышленные сплавы титана (ВТ-1, ВТ-5 и др.) включают широкий набор добавок к титану, которые заметно влияют на значения величины КЛТР и других величин, причем добавки различных элементов изменяют ее по-разному, как в сторону больших, так и меньших от исходного значения. Поэтому для промышленных материалов при создании таблиц ССД каждый раз определяют точную концентрацию добавок в матрице титана и проводят измерения величины КЛТР для различных концентраций каждого легирующего элемента в пределах заданного маркой диапазона состава примеси. Тогда ССД позволяют использовать эти данные титановых сплавов с учетом существенного влияния конкретной концентрации функционально значимых добавок.
Большой объем теоретических расчетов параметров кристаллических решеток и величин КЛТР позволяет проводить сравнение расчетных характеристик с экспериментальными данными и стимулировать построение более адекватных термодинамических моделей. Уровень согласованности этих данных может достигать 1% для параметров решетки, 3% для плотности и не более 10% для значений величины КЛТР (в более ранних теоретических расчетах соответствие с экспериментальными значениями достигало только 25%).
Теоретически установлено существование метастабильных фаз в титане, имеющих различный тип кристаллической решетки, которые возникают за счет неустойчивости альфа-фазы в титане. Это подтверждают и экспериментальные результаты фаз титана с различной симметрией элементарной ячейки.
Несмотря на большое количество опубликованных результатов исследований, достоверная информация о структурных и термических характеристиках титана и сплавов на его основе стала появляться лишь в последнее десятилетие. Это связано с тем, что исследования кристаллической структуры монокристаллов титана были ранее недоступны из-за влияния на микроструктуру высокотемпературного фазового перехода и во многих случаях ввиду необходимости дополнительной высокотемпературной обработки образцов при температурах ниже этого перехода в атмосфере очищенного инертного газа. Новые методы исследования и современное дифрактометрическое оборудование позволили решить задачу получения отечественных таблиц ССД о параметрах кристаллической решетки для титана.
В настоящем стандарте представлены экспериментальные данные о параметрах кристаллической решетки при трех различных температурах образцов монокристаллов титана, выращенных после дополнительной чистки методом зонной плавки ФГУП "ВИАМ", а также значения величин КЛТР образцов на основе доступных научных исследований. Результаты ССД о параметрах кристаллической решетки титана обработаны в соответствии с ГОСТ Р 8.614 и ГОСТ Р 54500.3.
4 Основная часть
Настоящий стандарт распространяется на ССД о параметрах кристаллической решетки титана и КЛТР в диапазоне температур от 5 К до 1200 К.
Для просмотра документа целиком скачайте его >>>
