Поковки из титанового сплава ВТ9: характеристики, сортамент и применение
Поковки из титанового сплава ВТ9 — горячедеформированные полуфабрикаты, получаемые ковкой или штамповкой заготовок в +-области. Сплав ВТ9 (Ti–6,5Al–3,5Mo–0,3Si) относится к жаропрочным титановым сплавам мартенситного класса и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации до 500–550 C. Именно сочетание «поковка + ВТ9» определяет область применения: детали газотурбинных двигателей, компрессорные лопатки, диски, кольца и крепёж горячей зоны, где требуется высокая удельная прочность при нагреве.
Технические параметры поковок ВТ9
Механические свойства поковок нормируются после термической обработки — отжига или упрочняющей закалки с последующим старением. Структура — глобулярная или пластинчатая +-фаза в зависимости от режима деформации и охлаждения. Ковка ведётся при температуре начала 1000–1050 C с окончанием деформации не ниже 900 C, что предотвращает рост -зерна и образование хрупкой -фазы.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 1000 | 20 C, отжиг | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел текучести 0,2 | 900 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 8 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Длительная прочность 100 | 400 | 500 C | МПа | ГОСТ 10145 |
| Плотность | 4,45 | 20 C | г/см | расчёт |
| Температура эксплуатации | до 550 | длительно | C | ГОСТ 10145 |
Сортамент и виды поковок
- Поковки круглого сечения диаметром 60–350 мм под последующую механическую обработку.
- Штамповки лопаток компрессора с припуском 2–5 мм на сторону.
- Кованые диски и кольца для роторов ГТД и турбонасосных агрегатов.
- Прутки кованые по ГОСТ 26492 с контролем макро- и микроструктуры.
- Заготовки под крепёж горячей зоны — болты, шпильки, гайки класса прочности до 1100 МПа.
Области применения
Поковки ВТ9 востребованы в авиадвигателестроении: диски и лопатки компрессоров высокого давления, детали камеры сгорания, элементы крепления сопловых аппаратов. В энергетическом машиностроении — рабочие лопатки паровых турбин, детали выхлопных трактов. В химическом аппаратостроении — узлы, работающие в средах с температурой до 500 C при умеренной коррозионной агрессивности. В ракетной технике — корпуса ТНА и элементы арматуры.
Контроль качества и термообработка
Поковки ВТ9 подвергают отжигу при 850–900 C с охлаждением на воздухе либо изотермическому отжигу для получения однородной +-структуры. Контролируются ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 24507, макроструктура на поперечных темплетах, твёрдость HB 285–360. Для ответственных деталей применяют вакуумный отжиг, снижающий газонасыщение поверхностного слоя.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняет прочность поковка из ВТ9?
Длительная работоспособность сохраняется до 500–550 C. При 500 C предел длительной прочности за 100 ч — не менее 400 МПа.
Какая термообработка применяется для поковок ВТ9?
Отжиг при 850–900 C с охлаждением на воздухе либо изотермический отжиг. Для повышения прочности — закалка с 870–920 C и старение при 500–550 C.
Чем отличается ВТ9 от ВТ6?
ВТ9 легирован молибденом и кремнием, что обеспечивает жаропрочность до 550 C против 400 C у ВТ6. ВТ6 технологичнее при сварке, ВТ9 — при работе в горячей зоне двигателя.
Какой контроль проходят поковки ВТ9?
Ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 24507, контроль макро- и микроструктуры, измерение твёрдости, механические испытания при 20 C и рабочей температуре.
