Поковки ВТ5 в Минске

Поковки ВТ5 — титановый сплав для ответственных деталей

Поковки ВТ5 — это деформируемые полуфабрикаты из титанового сплава марки ВТ5, получаемые горячей пластической деформацией слитков или заготовок на гидравлических прессах и молотах. Сплав ВТ5 относится к системе Ti–Al и характеризуется стабильной -структурой, что обеспечивает высокую жаропрочность и сопротивление ползучести при длительной эксплуатации. В отличие от двухфазных сплавов типа ВТ6, ВТ5 не упрочняется термической обработкой, поэтому механические свойства поковок формируются непосредственно в процессе ковки и последующего отжига.

Химический состав ВТ5 регламентируется ГОСТ 19807 и включает алюминий в диапазоне 4,5–6,0 %, который выступает основным легирующим элементом, стабилизирующим -фазу. Содержание примесей ограничено: железо — не более 0,30 %, кремний — до 0,15 %, кислород — до 0,20 %. Именно низкое содержание кислорода и железа обеспечивает стабильную пластичность поковок при сохранении прочностных характеристик.

Механические свойства поковок ВТ5

Поковки из ВТ5 поставляются в отожжённом состоянии. Режим отжига — нагрев до 750–850 C с выдержкой 1–2 часа и охлаждением на воздухе. После полного отжига формируется равноосная -структура с баллом зерна 5–7, что гарантирует сочетание прочности и технологической пластичности.

Рабочий диапазон температур для поковок ВТ5 составляет от –196 C до +450 C. При криогенных температурах сплав не склонен к хладноломкости, что позволяет применять его в изделиях, эксплуатируемых в условиях Крайнего Севера и в криогенной технике. Верхняя граница рабочей температуры ограничена началом интенсивного окисления и падением сопротивления ползучести.

Технологические особенности производства поковок

Ковка заготовок ВТ5 выполняется в интервале температур 950–1150 C. Нижняя граница нагрева ограничена температурой полиморфного превращения (+ ), которая для ВТ5 составляет около 980–1020 C. Ковку завершают при температуре не ниже 800 C, чтобы избежать образования трещин и накопления наклёпа. Степень деформации за проход подбирается в пределах 20–40 % для проработки литой структуры слитка.

После ковки поковки подвергают механической обработке для удаления обезуглероженного и газонасыщенного слоя. Глубина альфированного слоя, образующегося при нагреве, достигает 1,5–2,5 мм и подлежит полному удалению, поскольку наличие этого слоя приводит к снижению усталостной прочности и образованию поверхностных трещин при эксплуатации.

Применение поковок ВТ5

Поковки ВТ5 востребованы в отраслях, где требуется сочетание коррозионной стойкости, жаропрочности и низкой плотности (4,5 г/см). Основные направления использования:

• авиастроение — диски компрессора, лопатки, фланцы и корпусные элементы газотурбинных двигателей, работающие при температурах до 400–450 C;
• судостроение — гребные валы, кронштейны, детали арматуры и трубопроводов морских систем, контактирующие с морской водой;
• химическое машиностроение — корпуса насосов, запорная арматура, фланцы и переходники для агрессивных сред (кислоты, щёлочи, хлориды);
• криогенная техника — детали запорной арматуры и трубопроводной обвязки для сжиженных газов при температурах до –196 C;
• энергетика — крепёжные элементы и фланцевые соединения теплообменного оборудования.

Сортамент и контроль качества

Поковки ВТ5 изготавливаются в широком диапазоне типоразмеров: от мелких деталей массой 0,5 кг до крупных поковок массой до 3–5 тонн. Форма поковок может быть круглой, прямоугольной, ступенчатой или кольцевой — в зависимости от конфигурации конечной детали и требований к расположению волокна металла.

Контроль качества поковок включает проверку химического состава, механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки, и ультразвуковой контроль сплошности. Для ответственных деталей авиационного назначения дополнительно выполняется контроль макро- и микроструктуры, а также проверка на отсутствие недопустимых дефектов ковочного происхождения — зажимов, трещин, флокенов и расслоений.

Вопросы и ответы