Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Титановая поковка ВТ23: высокопрочный +-сплав для нагруженных узлов
Титановая поковка ВТ23 — деформированный полуфабрикат из двухфазного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Mo–V–Cr–Fe, легированного кремнием и цирконием. Сплав относится к классу высокопрочных титановых материалов с пределом прочности после упрочняющей термической обработки 1100–1300 МПа и применяется там, где требуется сочетание малой плотности (4,5 г/см) с сопротивлением знакопеременным и ударным нагрузкам. Поковки получают штамповкой или свободной ковкой слитков и промежуточных заготовок с последующей изотермической или двойной отжиговой обработкой.
Химический состав и структурное состояние
Легирующий комплекс обеспечивает гетерофазную структуру: -стабилизаторы (Mo, V, Cr, Fe) повышают прокаливаемость и прочность, алюминий и цирконий упрочняют -фазу и тормозят рост зерна при нагреве. Кремний вводится для повышения жаропрочности до 450–500 C. Содержание примесей регламентируется жёстко: кислород — не более 0,15 %, азот — не более 0,05 %, водород — не более 0,008 %, что критично для сопротивления водородному охрупчиванию.
- Алюминий — 4,5–6,3 %
- Молибден — 4,0–5,5 %
- Ванадий — 3,5–5,0 %
- Хром — 1,5–2,5 %
- Железо — 0,5–1,5 %
- Цирконий и кремний — до 0,3 %
Механические свойства поковок
Свойства зависят от режима термической обработки и направления волокна. После отжига при 750–850 C сплав сохраняет пластичность под последующую механическую обработку; после закалки и старения достигается максимальная прочность. Поковки ВТ23 стабильно работают в интервале от –70 C до +450 C, сохраняя ударную вязкость KCU не ниже 25 Дж/см.
| Состояние | в, МПа | 0,2, МПа | , % | KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| Отжиг | 950–1050 | 850–950 | 10–14 | 40–55 |
| Закалка + старение | 1150–1300 | 1050–1200 | 6–10 | 25–35 |
| Изотермический отжиг | 1000–1100 | 900–1000 | 9–13 | 35–50 |
Технология изготовления
Исходный слиток вакуумно-дугового переплава деформируют при температурах 1000–1150 C с суммарной степенью деформации не менее 60 %. Штамповка в изотермических условиях при 850–950 C позволяет получать поковки сложной геометрии с минимальным припуском. Окончательная термообработка проводится в вакуумных печах с контролем скорости охлаждения для получения однородной глобулярно-пластинчатой структуры.
Области применения
- Силовые элементы шасси и стоек шасси авиационной техники
- Диски и лопатки компрессоров газотурбинных двигателей
- Корпусные детали ракетно-космической техники
- Высоконагруженные крепёжные элементы и узлы подвески
- Детали нефтегазового оборудования, работающие при высоких давлениях
Обрабатываемость и контроль качества
Сплав удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии; после упрочнения требуется твёрдосплавный инструмент с износостойкими покрытиями. Сварка выполняется в защитной атмосфере аргона с последующей локальной термообработкой. Поковки проходят ультразвуковой контроль по ОСТ 1 90073, контроль макро- и микроструктуры, а также испытания на растяжение при нормальной и повышенной температурах.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура поковок ВТ23?
Длительная эксплуатация возможна до 450 C, кратковременная — до 500 C. Выше этих значений интенсивно развивается окисление и падает длительная прочность.
Чем ВТ23 отличается от ВТ22?
ВТ23 содержит повышенное количество -стабилизаторов и кремний, что даёт более высокую прочность после старения — до 1300 МПа против 1100–1150 МПа у ВТ22.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность?
Закалка с 850–880 C в воду или масло с последующим старением при 500–550 C в течение 4–8 часов. Это даёт в 1150–1300 МПа при сохранении достаточной пластичности.
Применяется ли ВТ23 в аддитивных технологиях?
Порошок ВТ23 используется для селективного лазерного плавления, однако для ответственных силовых деталей предпочтительны поковки с гарантированной макроструктурой и отсутствием внутренних дефектов.