Титановый круг Gr2: технические характеристики и применение
Титановый круг Gr2 — сортовой прокат из технически чистого титана марки Grade 2 (Ti 99,2 %), соответствующей ASTM B348 и ГОСТ 26492. В отличие от легированных сплавов ВТ6 (Gr5) и ВТ14, Gr2 не содержит алюминия и ванадия, что обеспечивает высокую пластичность, ударную вязкость и стойкость к коррозии в агрессивных средах. Круг поставляется в горячекатаном, кованом или холоднотянутом состоянии с последующим отжигом.
Химический состав и механические свойства
Содержание примесей регламентировано: Fe 0,30 %, O 0,25 %, C 0,08 %, N 0,03 %, H 0,015 %. Кислород и железо — основные упрочняющие элементы; их суммарное содержание определяет класс прочности. Предел прочности при растяжении — 345–485 МПа, предел текучести — 275–345 МПа, относительное удлинение — не менее 20 %. Твёрдость по Бринеллю — 120–160 HB. Модуль упругости — 102 ГПа, что ниже, чем у стали 12Х18Н10Т, и учитывается при расчёте жёсткости конструкций.
| Диаметр, мм | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 8–20 | 440–485 | 310–345 | 20–24 | 150–160 |
| 21–40 | 400–450 | 290–330 | 22–26 | 135–150 |
| 41–80 | 370–420 | 275–310 | 24–28 | 120–140 |
| 81–150 | 345–390 | 275–300 | 25–30 | 120–135 |
Сортамент и допуски
Диаметр круглого проката — от 6 до 200 мм. Для горячекатаных кругов допуск по диаметру соответствует h11–h12, для холоднотянутых — h9–h11. Кривизна прутка — не более 1,5 мм на 1 м длины. Длина мерных прутков — 2–6 м; по согласованию поставляются немерные отрезки. Торцы обрезаются под прямым углом без заусенцев. Поверхность — без трещин, расслоений и следов заката; допускается зачистка локальных дефектов на глубину не более половины поля допуска.
Коррозионная стойкость и рабочие среды
Gr2 сохраняет пассивную оксидную плёнку TiO в окислительных и нейтральных средах. Скорость коррозии в морской воде — менее 0,001 мм/год, в 10 % HCl при 20 C — до 0,5 мм/год, в 65 % HNO — менее 0,1 мм/год. Материал устойчив к хлорсодержащим растворам, гипохлориту натрия, органическим кислотам. Не рекомендуется эксплуатация в плавиковой и концентрированной серной кислотах, а также в средах с активным водородом при температуре выше 300 C из-за риска гидридного охрупчивания.
Технологичность и обработка
Круг Gr2 обрабатывается резанием, сваривается аргонодуговой сваркой (TIG) в среде Ar с поддувом защитного газа, поддаётся гибке, волочению и полировке. Склонность к наклёпу требует применения СОЖ с высоким давлением и твёрдосплавного инструмента с износостойким покрытием. Температурный диапазон эксплуатации — от –253 до +350 C. При нагреве выше 400 C наблюдается активное газонасыщение, поэтому горячую обработку ведут в вакууме или инертной атмосфере.
Области применения
- Химическое и нефтегазовое оборудование: теплообменники, реакторы, трубные решётки, работающие с хлоридами и окислителями.
- Медицинская техника: имплантаты, костные фиксаторы, стоматологические штифты (биосовместимость по ISO 10993).
- Авиастроение: крепёж, кронштейны, элементы обшивки в зонах с ограничением по массе.
- Судостроение: валопроводы, арматура, детали подводных аппаратов в морской воде.
- Энергетика: конденсаторы, трубопроводы систем охлаждения АЭС и ТЭС.
- Пищевая промышленность: ёмкости, мешалки, фильтры, контактирующие с агрессивными средами.
Вопросы и ответы
Чем титановый круг Gr2 отличается от ВТ1-0?
Gr2 и ВТ1-0 близки по составу, но Gr2 нормируется по ASTM B348 с более жёстким контролем кислорода и железа, что даёт стабильный предел прочности 345–485 МПа. ВТ1-0 по ГОСТ 26492 допускает несколько более широкий разброс свойств.
Можно ли сваривать круг Gr2 без термообработки?
Да, Gr2 сваривается TIG в среде аргона без последующей термообработки. Для ответственных конструкций рекомендуется отжиг при 540–650 C для снятия остаточных напряжений.
Какой диаметр круга доступен для холодной высадки крепежа?
Для холодной высадки применяют холоднотянутый круг диаметром 6–20 мм с допуском h9 и отожжённым состоянием, обеспечивающим относительное удлинение не менее 24 %.
При какой температуре Gr2 теряет коррозионную стойкость?
Выше 300 C в водородсодержащих средах возможен рост гидридов и охрупчивание. В окислительных средах без водорода работоспособность сохраняется до 350 C.
