Титановый круг ВТ18у: жаропрочный прокат для высокотемпературных узлов
Титановый круг ВТ18у — горячекатаный или кованый сортовой прокат из сложнолегированного жаропрочного -сплава системы Ti–Al–Zr–Sn–Mo–W–Si, предназначенный для изготовления деталей, работающих длительно при температурах до 550–600 C. Сплав ВТ18у относится к классу псевдо--титановых материалов с упрочнением за счёт твёрдого раствора и силицидной фазы; в отличие от ВТ18, марка «у» регламентирует уменьшенное содержание примесей внедрения (кислород, азот, углерод), что повышает технологическую пластичность при горячей деформации и стабильность свойств в готовом изделии.
Круг поставляется в диаметрах от 8 до 250 мм, в состоянии поставки — горячекатаный, кованый или обточенный; термообработка — отжиг при 850–950 C с охлаждением на воздухе. Допуски по диаметру соответствуют квалитетам h11–h14, кривизна прутка — не более 0,5 % длины. Прокат аттестуется по ОСТ 1 90073, ТУ 1-92-156 и ASTM B348 (Grade 6-подобные аналоги не применяются — ВТ18у не имеет прямого зарубежного эквивалента).
Химический состав и механические свойства
Легирующий комплекс обеспечивает сочетание жаропрочности и коррозионной стойкости в средах авиационных топлив, горячих газов и морской атмосферы. Кремний (0,15–0,35 %) формирует дисперсные силициды TiSi, тормозящие ползучесть; цирконий и олово упрочняют -фазу; молибден и вольфрам повышают жаропрочность и ограничивают рост зерна.
- Плотность — 4,55 г/см
- Предел прочности при 20 C — не менее 950 МПа
- Предел текучести — не менее 850 МПа
- Относительное удлинение — 8–12 %
- Длительная прочность при 600 C за 100 ч — не менее 400 МПа
- Предел ползучести при 550 C за 100 ч — не более 0,2 %
Сортамент и режимы поставки
| Диаметр, мм | Состояние | Термообработка | в, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 10–30 | горячекатаный | отжиг 880 C | 950 | крепёж ГТД |
| 30–60 | кованый | отжиг 900 C | 980 | диски, кольца |
| 60–120 | кованый | отжиг 920 C | 950 | лопатки, втулки |
| 120–250 | кованый, обточенный | отжиг 950 C | 930 | заготовки под штамповку |
Технологические особенности обработки
Сплав ВТ18у склонен к газонасыщению при нагреве выше 700 C, поэтому механическая обработка и сварка ведутся в защитных средах. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная при скоростях 25–40 м/мин твердосплавным инструментом с обильным охлаждением. Сварка выполняется аргонодуговым способом в камере с контролируемой атмосферой; термообработка после сварки — отжиг при 850–900 C.
- Авиадвигателестроение: диски компрессора, лопатки, крепёж горячей части
- Ракетно-космическая техника: элементы сопловых блоков, камеры
- Энергетика: детали газотурбинных установок, теплообменной аппаратуры
- Химическое машиностроение: узлы, контактирующие с горячими агрессивными средами
- Судостроение: высоконагруженные элементы судовых энергетических установок
Вопросы и ответы
Чем ВТ18у отличается от ВТ18?
Марка ВТ18у имеет регламентированное пониженное содержание примесей внедрения (O, N, C), что повышает пластичность при горячей деформации и стабильность механических свойств. Сплав применяется для ответственных деталей, где требуется повышенная технологичность.
До какой температуры сохраняется работоспособность круга ВТ18у?
Длительная работоспособность сохраняется до 550–600 C. При 600 C предел длительной прочности за 100 ч составляет не менее 400 МПа, что позволяет использовать прокат в горячей части газотурбинных двигателей.
Какой термообработке подвергается прокат перед поставкой?
Круг поставляется после отжига при 850–950 C с охлаждением на воздухе. Режим отжига выбирается в зависимости от диаметра и требуемого комплекса механических свойств.
Возможна ли сварка круга ВТ18у?
Сварка выполняется аргонодуговым способом в защитной атмосфере или камере с контролируемой средой. После сварки рекомендуется отжиг при 850–900 C для снятия напряжений и восстановления структуры.
