Металлические отливки ВТ5Л в Минске

Металлические отливки из титанового сплава ВТ5Л: литьё по выплавляемым моделям

Металлические отливки ВТ5Л — фасонные изделия из литейного титанового сплава системы Ti–Al–Sn, предназначенного для получения сложногеометрных деталей методами литья. Сплав ВТ5Л (химический состав по ГОСТ 19807) содержит 4,5–6,0 % алюминия и 2,0–3,0 % олова; суммарное содержание примесей (железо, кремний, углерод, азот, кислород) регламентировано, поскольку именно примеси внедрения определяют пластичность литого металла. В отличие от деформируемого ВТ5, литейная модификация имеет более широкий интервал кристаллизации и модифицированную структуру, что снижает склонность к горячим трещинам при затвердевании в керамической форме.

Технология получения и структура

Отливки ВТ5Л изготавливают преимущественно литьём по выплавляемым моделям (ЛВМ) в вакууме или в среде инертного газа. Форма — оболочковая керамическая на основе электрокорунда или циркона, что исключает контакт расплава с кислородом и предотвращает образование альфированного слоя. Заливка ведётся в вакуумных индукционных печах с гарнисажным тиглем либо в дуговых печах с расходуемым электродом. Температура заливки — 1680–1750 C; температура формы — 300–600 C в зависимости от толщины стенки.

Литая структура — крупнозернистая + -фазовая с игольчатой или пластинчатой морфологией -фазы. Термообработка (отжиг при 750–850 C, охлаждение с печью) снимает внутренние напряжения и повышает пластичность, но не устраняет литейную текстуру полностью. Пористость, усадочные раковины и газовые включения контролируются рентгеновским просвечиванием по ГОСТ 23480.

Механические свойства литого металла

Номенклатура и типоразмеры

• Корпусные детали арматуры: толщина стенки 3–20 мм, масса 0,1–50 кг.
• Кронштейны и узлы крепления: габариты до 400 400 200 мм.
• Рабочие колёса насосов и компрессоров: диаметр 80–350 мм.
• Детали газотурбинных установок: лопатки, диски, корпуса камер.
• Элементы химической аппаратуры: фланцы, патрубки, тройники.
• Заготовки под последующую механическую обработку: припуск 1,5–4 мм на сторону.

Области применения

Отливки ВТ5Л востребованы в авиастроении (детали планера, узлы шасси, элементы силовых установок), в химическом и нефтегазовом машиностроении (корпуса насосов, арматура, работающая в агрессивных средах), в судостроении (гребные винты, детали подводной техники). Сплав устойчив в морской воде, в растворах хлоридов и органических кислот при умеренных температурах. В энергетике из ВТ5Л изготавливают детали вспомогательного оборудования АЭС, где требуется сочетание прочности и коррозионной стойкости при ограниченной массе.

Ограничение применения — температура выше 400 C: при длительной эксплуатации наблюдается рост зерна и снижение длительной прочности. Также литой сплав чувствителен к концентраторам напряжений, поэтому в ответственных узлах применяют дробеструйное упрочнение и контроль поверхности на наличие альфированного слоя.

Контроль качества и стандарты

• ГОСТ 19807 — марки и химический состав титановых сплавов.
• ГОСТ 23480 — методы рентгеновского контроля отливок.
• ГОСТ 1497 — испытания на растяжение.
• ГОСТ 9012 — измерение твёрдости по Бринеллю.
• ОСТ 1 90073 — отраслевой стандарт для авиационных отливок.
• ГОСТ 2424 — контроль альфированного слоя металлографическим методом.

Вопросы и ответы