Титановая плита ВТ18: жаропрочный прокат для силовых узлов
Титановая плита ВТ18 — горячекатаный или кованый полуфабрикат из сложнолегированного жаропрочного +-сплава системы Ti–Al–Sn–Zr–Mo–Nb–Si. Сплав ВТ18 относится к группе термически упрочняемых материалов, сохраняющих работоспособность при длительной эксплуатации до 550–600 C, что выводит плиту за пределы возможностей ВТ6 и ВТ14 по жаростойкости и сопротивлению ползучести. Кремний в составе (0,10–0,25 %) обеспечивает дисперсионное твердение силицидной фазы, а цирконий и олово повышают жаропрочность без потери технологической пластичности.
Сортамент и состояние поставки
Плита выпускается толщиной 10–150 мм, шириной до 1200 мм и длиной до 4000 мм. Поставляется в отожжённом состоянии с последующей механической обработкой или без неё. Предельные отклонения по толщине соответствуют требованиям к прокату повышенной точности. Для ответственных деталей применяется изотермическая штамповка и последующая термическая обработка по режиму: отжиг при 850–900 C, охлаждение в печи, старение при 550–600 C.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности | 1000 | 20 C | ГОСТ 1497 | МПа |
| Предел текучести | 900 | 20 C | ГОСТ 1497 | МПа |
| Относительное удлинение | 8 | 20 C | ГОСТ 1497 | % |
| Предел ползучести | 400 | 550 C, 100 ч | ГОСТ 3248 | МПа |
| Плотность | 4,45–4,55 | 20 C | ГОСТ 18898 | г/см |
Технологические и эксплуатационные свойства
Сплав ВТ18 ограниченно свариваем, поэтому плита преимущественно используется для деталей, изготавливаемых механической обработкой или штамповкой. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная при использовании твёрдосплавного инструмента и обильного охлаждения. Жаропрочные свойства определяют применение в узлах, где температура стенки стабильно превышает 450 C.
- Диски и лопатки компрессоров высокого давления авиационных ГТД.
- Детали горячего тракта энергетических газотурбинных установок.
- Корпусные элементы и крепёж камер сгорания.
- Оснастка для горячей штамповки и прессования.
- Элементы выхлопных систем форсированных двигателей.
Условия эксплуатации и ограничения
Длительная работа при 550–600 C сопровождается накоплением силицидной фазы, что повышает жаропрочность, но снижает пластичность. Кратковременный нагрев до 800 C допустим без необратимого изменения структуры. Плита ВТ18 не предназначена для работы в контакте с расплавленными солями и активными фторидами при высоких температурах. Контроль макро- и микроструктуры обязателен для ответственных поковок.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняется работоспособность плиты ВТ18?
Длительная эксплуатация — до 550–600 C, кратковременный нагрев — до 800 C без необратимых структурных изменений.
Чем ВТ18 отличается от ВТ6 по жаропрочности?
ВТ18 легирован кремнием, цирконием и оловом, что обеспечивает дисперсионное твердение и предел ползучести при 550 C, недостижимый для ВТ6.
Сваривается ли плита ВТ18?
Свариваемость ограниченная; для ответственных соединений применяют диффузионную сварку или пайку в вакууме.
Какая термообработка применяется после механической обработки?
Отжиг при 850–900 C с охлаждением в печи и последующее старение при 550–600 C для стабилизации структуры.
