Титановые отливки ВТ14Л в Минске

Титановые отливки ВТ14Л: жаропрочный литейный сплав для нагруженных узлов

Титановые отливки ВТ14Л — фасонные изделия из литейного жаропрочного титанового сплава системы Ti–Al–Mo–V, предназначенные для работы при температурах до 400–450 C. Сплав ВТ14Л (химический состав по ГОСТ 19807, поставка отливок по ГОСТ 26645 и ОСТ 1 90173) сочетает повышенную жаропрочность с технологичностью литья в керамические формы по выплавляемым моделям. В отличие от деформируемого ВТ14, литейная модификация ВТ14Л имеет регламентированную макро- и микроструктуру, обеспечивающую стабильность свойств в литом состоянии без горячей деформации.

Химический состав и структура

Основа — титан (Ti), легирующий комплекс — алюминий, молибден, ванадий. Алюминий (4,5–6,3 %) повышает жаропрочность и модуль упругости, молибден (2,5–3,5 %) и ванадий (0,8–2,0 %) стабилизируют -фазу и увеличивают прокаливаемость. Суммарное содержание примесей внедрения (O, N, H, C) ограничено, поскольку кислородный эквивалент напрямую влияет на пластичность литого металла. Структура отливок — + с пластинчатым или корзинчатым -фазным рисунком; для ответственных деталей применяют горячее изостатическое прессование (ГИП) при 900–950 C и давлении 100–140 МПа для устранения усадочной пористости.

Механические свойства литого металла

Свойства отливок ВТ14Л зависят от толщины стенки и режима термической обработки. Типовые значения после отжига:

• предел прочности в — 950–1100 МПа;
• предел текучести 0,2 — 850–1000 МПа;
• относительное удлинение — 6–10 %;
• ударная вязкость KCU — 250–400 кДж/м;
• длительная прочность 100 при 400 C — 550–650 МПа;
• плотность — 4,45 г/см.

Жаропрочность литого ВТ14Л уступает деформированному аналогу на 8–12 %, что компенсируется возможностью получения сложной геометрии с минимальными припусками на механическую обработку.

Технология получения отливок

Литьё ведут в вакуумных индукционных печах с гарнисажным тиглем или методом вакуумно-дугового переплава расходуемого электрода. Формы — керамические по выплавляемым моделям, что обеспечивает шероховатость поверхности Ra 2,5–10 мкм и минимальную толщину стенки от 3–4 мм. Критичные параметры — скорость кристаллизации и градиент температур, определяющие зональную и ориентационную неоднородность. После выбивки и отрезки литников отливки проходят отжиг, ГИП, а при необходимости — термическую обработку на заданный уровень прочности.

Типовые размеры и параметры отливок

Области применения

Отливки ВТ14Л востребованы там, где требуется сочетание высокой удельной прочности, жаропрочности до 450 C и коррозионной стойкости в агрессивных средах:

• авиационные двигатели — корпуса компрессоров, кронштейны подвески, детали горячей зоны;
• ракетно-космическая техника — элементы рулевых приводов, арматура пневмогидросистем;
• нефтегазовое оборудование — корпусные детали насосов и компрессоров, работающих в средах с HS и CO;
• химическое машиностроение — реакторы, запорная арматура для агрессивных сред;
• энергетика — детали паровых и газовых турбин, теплообменной аппаратуры.

Обрабатываемость и контроль качества

Механическая обработка литых заготовок ВТ14Л ведётся твердосплавным инструментом с износостойкими покрытиями при скоростях резания 30–60 м/мин; склонность к наклёпу требует обильного охлаждения. Контроль отливок включает рентгенографию (ГОСТ 7512), ультразвуковую дефектоскопию, люминесцентный метод и химический анализ. Недопустимы несплошности, превышающие нормы для соответствующего класса точности. Сварка литых деталей возможна в аргоновой среде с последующей термообработкой, однако требует квалифицированного подхода из-за структурной неоднородности.

Вопросы и ответы