Шина титановая (полоса) ВТ6Ч в Минске

Шина титановая (полоса) ВТ6Ч — технические характеристики и применение

Шина титановая (полоса) ВТ6Ч — это деформируемый титановый сплав мартеновского класса, легированный алюминием и ванадием. Материал поставляется в виде горячекатаных полос прямоугольного сечения и предназначен для изготовления высоконагруженных элементов конструкций, работающих в интервале температур от –196 до +450 C. Сплав ВТ6Ч относится к псевдо---классу и характеризуется оптимальным сочетанием прочностных свойств и технологической пластичности.

Химический состав и структура сплава ВТ6Ч

В основе сплава ВТ6Ч лежит система Ti–Al–V. Содержание алюминия составляет 5,3–6,8 %, ванадия — 3,5–5,3 %. Алюминий упрочняет -фазу и повышает жаропрочность, ванадий стабилизирует -фазу, обеспечивая пластичность при деформации. Допустимое содержание примесей строго регламентировано: кислород — не более 0,2 %, азот — не более 0,05 %, водород — не более 0,015 %, железо — не более 0,3 %. Буква «Ч» в маркировке указывает на повышенную чистоту по примесям внедрения, что обеспечивает стабильность механических характеристик в крупных сечениях.

Микроструктура полосы после отжига представляет собой равноосную -фазу с незначительным количеством межзеренной -фазы. Такой структурный баланс достигается контролируемым нагревом в зоне (+)-превращения и обеспечивает равномерность свойств по длине и ширине проката.

Механические свойства полосы ВТ6Ч

В состоянии поставки (отожжённом) шина титановая ВТ6Ч демонстрирует следующие показатели: временное сопротивление разрыву — 880–980 МПа, условный предел текучести — не менее 830 МПа, относительное удлинение — не менее 10 %, относительное сужение — не менее 25 %. Ударная вязкость KCU при комнатной температуре составляет не менее 40 Дж/см. Твёрдость по Бринеллю находится в диапазоне 255–341 HB.

При нагреве до 400–450 C сплав сохраняет не менее 75 % исходной прочности, что позволяет применять полосу в узлах, подверженных умеренному тепловому воздействию. При криогенных температурах материал не склонен к хладноломкости — ударная вязкость сохраняется на приемлемом уровне вплоть до –196 C.

Сортамент и геометрические параметры

Шина титановая ВТ6Ч выпускается в диапазоне толщин от 5 до 60 мм и шириной от 20 до 200 мм. Длина полос — от 1 до 4 метров, допускается поставка мерной и немерной длины. Предельные отклонения по толщине составляют 0,5–1,5 мм в зависимости от типоразмера, по ширине — 1,0–2,0 мм. Серповидность полосы не превышает 2 мм на 1 метр длины, скручивание относительно продольной оси — не более 1 на метр.

Поверхность полосы после горячей прокатки и травления не имеет трещин, плен, закатов и расслоений. Допускаются незначительные рябизна и цвета побежалости, не выводящие изделие за пределы допусков по геометрии.

Технологические особенности обработки

Шина ВТ6Ч обладает умеренной обрабатываемостью резанием — коэффициент обрабатываемости составляет 0,3–0,4 относительно стали 45. Рекомендуется применять твердосплавный инструмент с геометрией, оптимизированной для титановых сплавов, и обильное охлаждение эмульсией. Скорость резания при точении — 30–50 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об.

Сварка полосы ВТ6Ч выполняется в среде аргона высокой чистоты (не ниже 99,98 %) методами TIG или плазменной сварки. Для получения равнопрочного соединения требуется последующее старение при 480–550 C в течение 4–8 часов. Гибка в холодном состоянии возможна при радиусах не менее 5–7 толщин; при меньших радиусах необходим нагрев до 600–750 C.

Области применения

Шина титановая ВТ6Ч востребована в отраслях, где требуется минимизация массы при сохранении несущей способности:

• авиастроение — силовые элементы планера, шпангоуты, лонжероны, кронштейны навески агрегатов;
• ракетно-космическая техника — переходные отсеки, рамы двигательных установок, элементы пневмогидравлических систем;
• судостроение — детали гребных винтов регулируемого шага, валы приводов, корпусные конструкции глубоководных аппаратов;
• химическое машиностроение — футеровка реакторов, теплообменные аппараты, трубопроводная арматура, работающая в агрессивных средах;
• энергетическое машиностроение — лопатки компрессоров газотурбинных установок, диски и крепёжные элементы турбин;
• медицинская техника — имплантаты и инструментарий, требующий высокой биосовместимости и коррозионной стойкости.

Полоса ВТ6Ч применяется также в производстве высокопрочного крепежа — болтов, винтов, шпилек диаметром до 24 мм, работающих при знакопеременных нагрузках. Удельная прочность сплава (отношение предела прочности к плотности) достигает 195–215 МПасм/г, что превосходит большинство конструкционных сталей и алюминиевых сплавов.

Коррозионная стойкость

Сплав ВТ6Ч устойчив к общей и питтинговой коррозии в морской воде, растворах хлоридов, органических кислотах и щелочах. Скорость коррозии в 3 %-ном растворе NaCl при комнатной температуре не превышает 0,01 мм/год. Материал не подвержен коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридсодержащих средах при температурах до 100 C. Это делает полосу пригодной для эксплуатации в условиях тропического климата и в системах морского водозабора.

Вопросы и ответы