Титановые отливки ВТ20Л в Минске

Титановые отливки ВТ20Л: технические характеристики и применение

Титановые отливки ВТ20Л — это фасонные заготовки, получаемые методом литья по выплавляемым моделям или в графитовые формы из жаропрочного титанового сплава марки ВТ20Л. Материал относится к классу (+)-сплавов системы Ti–Al–Mo–V–Zr и предназначен для изготовления деталей, работающих в интервале температур от –70 до +450 C. В отличие от деформируемого аналога ВТ20, литейный вариант ВТ20Л имеет пониженную пластичность, что компенсируется повышенной жидкотекучестью и удовлетворительной заполняемостью тонкостенных полостей формы.

Химический состав ВТ20Л регламентируется ГОСТ 19807-91 и включает алюминий (5,5–7,0 %), молибден (0,5–2,0 %), ванадий (0,8–2,5 %) и цирконий (1,5–2,5 %). Легирующая композиция обеспечивает сочетание высокой удельной прочности, коррозионной стойкости в морской воде и агрессивных средах, а также стабильности механических свойств при повышенных температурах. После термической обработки по режиму отжига при 750–800 C предел прочности отливок составляет не менее 880 МПа, предел текучести — 835 МПа, относительное удлинение — 6–8 %.

Технологические особенности литья ВТ20Л

Литьё ВТ20Л выполняется в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом, что исключает насыщение металла газами и образование оксидных включений. Для повышения качества поверхности применяется многослойная керамическая оболочка на основе электрокорунда или диоксида циркония. Рекомендуемая толщина стенок отливок — от 4 до 40 мм; при литье в графитовые формы допускается увеличение сечения до 80 мм. Усадка сплава при кристаллизации составляет 1,8–2,2 %, что учитывается при конструировании литниковой системы и модели.

Механическая обработка отливок ВТ20Л затруднена из-за склонности титана к налипанию на режущий инструмент. Рекомендуется применять твердосплавные пластины с покрытием TiAlN, скорости резания — 20–40 м/мин, обильное охлаждение эмульсией. Сварка отливок выполняется аргонодуговым методом с присадочной проволокой ВТ20-СВ в среде аргона высокой чистоты; допустимая пористость сварных швов — не более 0,5 %.

Механические свойства и режимы термообработки

Горячее изостатическое прессование (ГИП) при 900–950 C и давлении 100–150 МПа позволяет устранить внутреннюю усадочную пористость и повысить плотность отливок до 99,8 % от теоретической. После ГИП механические свойства приближаются к характеристикам деформируемого сплава ВТ20, что расширяет область применения отливок в высоконагруженных узлах.

Применение отливок ВТ20Л

• Корпуса и рабочие колёса центробежных насосов для перекачки морской воды и агрессивных сред в судостроении;
• Фланцы, переходники и корпусные детали арматуры для трубопроводных систем химических производств;
• Элементы крепления и силовые кронштейны авиационных двигателей и планера;
• Корпусные детали гидроцилиндров и пневмоаппаратуры, работающие при температурах до 400 C;
• Импеллеры и диффузоры центробежных компрессоров и турбокомпрессоров;
• Детали запорно-регулирующей арматуры для нефтегазового оборудования, эксплуатируемого в условиях Крайнего Севера.

Отливки ВТ20Л поставляются в термически обработанном состоянии с контролем механических свойств на образцах, вырезанных из тела отливки или отдельно отлитых проб. Контроль качества включает рентгенографический контроль, цветную дефектоскопию и ультразвуковой контроль для ответственных деталей. Допуски размеров — по 3–4 классу точности ГОСТ 26645-85, шероховатость поверхности — Ra 6,3–12,5 мкм.

Вопросы и ответы