Титановый круг СП19: характеристики, сортамент и применение
Титановый круг СП19 — сортовой прокат из титанового сплава ВТ19 (Ti–6Al–2Sn–4Zr–2Mo–Si), выпускаемый в виде прутков круглого сечения. Сплав относится к системе Ti–Al–Sn–Zr–Mo–Si и предназначен для длительной эксплуатации при температурах до 500–550 C. Обозначение «СП19» в номенклатуре производителей указывает на сплав ВТ19 в состоянии поставки, соответствующем требованиям к жаропрочным титановым полуфабрикатам. Круг поставляется в горячекатаном, кованом или обточенном исполнении с регламентированной макро- и микроструктурой.
Химический состав и механические свойства
Легирующий комплекс обеспечивает сочетание жаропрочности и технологичности. Алюминий и олово упрочняют -фазу, цирконий повышает жаропрочность, молибден стабилизирует -фазу, кремний тормозит ползучесть при повышенных температурах. Содержание примесей внедрения (кислород, азот, водород) жёстко ограничено, поскольку они снижают пластичность и длительную прочность.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 1000 | 20 C | МПа | ГОСТ 26492 |
| Предел текучести 0,2 | 900 | 20 C | МПа | ГОСТ 26492 |
| Относительное удлинение | 8 | 20 C | % | ГОСТ 26492 |
| Предел длительной прочности 100 | 400 | 500 C | МПа | ГОСТ 10145 |
| Плотность | 4,55 | 20 C | г/см | — |
| Модуль упругости E | 112 | 20 C | ГПа | — |
Сортамент и состояние поставки
Круг СП19 выпускается диаметром от 8 до 200 мм в зависимости от способа формообразования. Горячекатаные прутки проходят отжиг для снятия внутренних напряжений и получения равновесной структуры. Кованые круги больших сечений подвергаются изотермической штамповке или свободной ковке с последующей термической обработкой. Поверхность может быть травленой, обточенной или шлифованной.
- Диаметр горячекатаного круга — 8–60 мм, предельные отклонения по ГОСТ 2590.
- Диаметр кованого круга — 60–200 мм, припуск под механическую обработку регламентирован.
- Длина прутков — 1,5–6 м в зависимости от диаметра и способа изготовления.
- Состояние поставки — отожжённый, с твёрдостью 280–340 HB.
- Маркировка — клеймение торцов с указанием плавки и партии.
Технологические свойства и обработка
Сплав ВТ19 относится к труднообрабатываемым титановым материалам. Обработка резанием требует применения твёрдосплавного инструмента с износостойкими покрытиями, низких скоростей резания и интенсивного охлаждения. Сварка выполняется в защитной атмосфере аргона; сварные соединения склонны к образованию холодных трещин, поэтому требуется последующая термообработка. Деформируемость в горячем состоянии ограничена узким температурным интервалом 900–980 C.
Области применения
Круг СП19 применяется в конструкциях, работающих при повышенных температурах и одновременном воздействии нагрузок. Основные потребители — авиадвигателестроение, энергетическое машиностроение, химическая и нефтегазовая промышленность.
- Детали компрессоров газотурбинных двигателей: диски, лопатки, кольца.
- Элементы выхлопных систем и теплообменников авиационной техники.
- Крепёж и арматура для установок высокотемпературного синтеза и пиролиза.
- Детали насосного и компрессорного оборудования в агрессивных средах.
- Оснастка для горячей штамповки и прессования.
Вопросы и ответы
Какому стандарту соответствует титановый круг СП19?
Поставка осуществляется по ГОСТ 26492 (прутки титановые) и техническим условиям производителя. Сплав ВТ19 регламентирован ГОСТ 19807. Для авиационного применения действуют дополнительные отраслевые стандарты.
До какой температуры сохраняется жаропрочность сплава ВТ19?
Длительная работоспособность сохраняется до 500–550 C. При 500 C предел длительной прочности за 100 часов составляет не менее 400 МПа. Кратковременный нагрев до 600 C допустим без существенной потери свойств.
Чем отличается круг СП19 от круга из ВТ6?
Сплав ВТ19 легирован оловом, цирконием, молибденом и кремнием, что обеспечивает более высокую жаропрочность по сравнению с ВТ6 (Ti–6Al–4V). ВТ6 сохраняет свойства до 400 C, ВТ19 — до 550 C. При этом ВТ6 технологичнее при сварке и обработке резанием.
Какой инструмент применяется для обработки круга СП19?
Используется твёрдосплавный инструмент класса P25–P35 с покрытием TiAlN или AlCrN. Скорость резания — 20–40 м/мин, подача — 0,1–0,2 мм/об. Требуется обильное охлаждение СОЖ с высоким давлением.
