Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Титановая поковка ВТ9: жаропрочный полуфабрикат для деталей ГТД
Титановая поковка ВТ9 — деформированный полуфабрикат из двухфазного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Zr–Si, легированного алюминием (5,8–7,0 %), цирконием (1,5–2,5 %), кремнием (0,2–0,35 %) и молибденом. Сплав относится к мартенситному классу и предназначен для длительной работы при температурах до 500–550 C. Поковки получают штамповкой или свободной ковкой слитков и катаных заготовок с последующей термической обработкой — отжигом, закалкой и старением. Именно кремний обеспечивает дисперсионное твердение по силицидному механизму, что отличает ВТ9 от ВТ6 и ВТ3-1.
Химический состав и структура
Содержание примесей жёстко регламентировано: кислород — не более 0,15 %, азот — не более 0,05 %, водород — не более 0,015 %, углерод — не более 0,10 %, железо — не более 0,25 %. Водородный показатель критичен для поковок ответственного назначения: превышение приводит к водородному охрупчиванию и снижению ударной вязкости. Структура после отжига — глобулярная -фаза в -матрице; после закалки и старения — тонкопластинчатая с выделением силицидов TiSi.
Механические свойства
| Состояние | в, МПа | 0,2, МПа | , % | Рабочая температура |
|---|---|---|---|---|
| Отжиг | 950–1100 | 850–950 | 10–14 | до 500 C |
| Закалка + старение | 1150–1300 | 1000–1150 | 6–10 | до 550 C |
| Длительная прочность (100 ч, 500 C) | 600 | — | — | 500 C |
| Поковка после ковки | 900–1050 | 800–900 | 8–12 | до 450 C |
Технологические особенности ковки и штамповки
Температурный интервал горячей деформации ВТ9 — 900–1000 C (-область — 1000–1020 C). Нагрев ведут в электрических печах сопротивления с защитной атмосферой или в соляных ваннах. Сплав склонен к образованию альфированного слоя при нагреве на воздухе, поэтому заготовки покрывают стеклоэмалью. Скорость деформации при штамповке ограничивают: интенсивное -деформирование вызывает рост зерна и падение пластичности. После ковки обязателен отжиг при 850–900 C для снятия напряжений.
Области применения
- Диски и лопатки компрессоров высокого давления авиационных ГТД (Д-30, АЛ-31Ф, ПД-14).
- Детали горячей зоны турбореактивных двигателей: рабочие лопатки последних ступеней, диски ротора.
- Крепёж и силовые элементы планера, работающие при нагреве до 500 C.
- Детали энергетических газотурбинных установок и турбокомпрессоров.
- Элементы выхлопных систем и коллекторов высокотемпературных агрегатов.
- Оснастка для горячей штамповки и прессования.
Нормативная база и приёмка
Поковки поставляют по ГОСТ 23705-79 (сортамент) и техническим условиям, регламентирующим макро- и микроструктуру, уровень механических свойств и объём неразрушающего контроля. Обязательны ультразвуковая дефектоскопия на отсутствие внутренних разрывов и расслоений, контроль химического состава каждой плавки, испытания на длительную прочность и ползучесть при 500 C. Для авиационного применения — дополнительная аттестация по отраслевым стандартам с оценкой разнозернистости и альфированного слоя.
Вопросы и ответы
Чем ВТ9 отличается от ВТ6?
ВТ9 легирован цирконием и кремнием, что обеспечивает дисперсионное твердение и рабочую температуру до 550 C против 400 C у ВТ6. Прочность после закалки и старения выше — 1150–1300 МПа против 950–1100 МПа.
Какой термической обработкой достигается максимальная жаропрочность?
Закалка с 950–970 C в воду с последующим старением при 500–550 C в течение 6–10 ч. Режим подбирают под конкретную геометрию поковки для исключения коробления.
Допускается ли сварка поковок ВТ9?
Сварка возможна в защитной атмосфере аргона, но требует последующей термообработки для восстановления свойств зоны термического влияния. Для ответственных деталей ГТД сварные соединения ограничены.
Какие дефекты выявляют при УЗК поковок?
Внутренние разрывы, расслоения, неметаллические включения, зоны пониженной плотности. Контроль ведут по ГОСТ 24507 с оценкой эквивалентной площади дефекта.