Титановый круг ВТ20-Л в Минске

Титановый круг ВТ20-Л: жаропрочный пруток для деталей ГТД и силовых конструкций

Титановый круг ВТ20-Л — горячекатаный или кованый пруток из литейно-деформируемого жаропрочного +-сплава системы Ti–Al–Zr–Mo–V, легированного оловом. Марка ВТ20-Л (иногда обозначается как ВТ20Л) представляет собой вариант серийного сплава ВТ20 с регламентированным химическим составом по ГОСТ 19807 и поставляется по ТУ 1-92-127 или ГОСТ 26492. Круг сохраняет работоспособность при длительном нагреве до 500–550 C и кратковременном — до 600–650 C, что определяет его применение в горячих узлах авиационных двигателей и энергетического оборудования.

Химический состав и структура

Основа — титан марки ТГ-90 или ТГ-100. Легирующий комплекс обеспечивает сочетание жаропрочности и технологичности при деформации:

• алюминий — 5,5–7,0 % (-стабилизатор, упрочнение твёрдого раствора);
• цирконий — 1,5–2,5 % (повышение жаропрочности);
• молибден — 0,5–2,0 % (-стабилизатор, пластичность);
• ванадий — 0,8–2,5 % (упрочнение, стойкость к ползучести);
• олово — 1,5–3,0 % (жаропрочность, сопротивление окислению);
• примеси: Fe 0,25 %, Si 0,15 %, O 0,15 %, N 0,05 %.

Структура после отжига — глобулярная + с равномерным распределением фаз. Содержание -фазы — 10–20 %. Полиморфное превращение + протекает в интервале 950–1010 C, что определяет температурный режим деформации и термообработки.

Механические свойства и режимы термообработки

Стандартная термообработка круга ВТ20-Л — отжиг при 750–850 C с охлаждением на воздухе. Для повышения прочности применяют двойной отжиг или изотермическую выдержку. Механические характеристики при 20 C:

При 500 C предел длительной прочности 100⁵⁰⁰ составляет 400–450 МПа, предел ползучести за 100 ч — 250–300 МПа. Сплав сохраняет стабильность структуры при эксплуатации в интервале 450–550 C без охрупчивания.

Сортамент и точность изготовления

Круг ВТ20-Л выпускается диаметром 8–200 мм в горячекатаном, кованом или обточенном исполнении. Длина прутков — 1,5–6 м. Кривизна — не более 0,5 % длины. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h12 для горячекатаных и h9–h10 для шлифованных прутков. Поставка — без термообработки (в состоянии поставки) или после отжига, с сертификатом качества и результатами УЗК по ГОСТ 22848.

Области применения

Круг ВТ20-Л применяется там, где требуется сочетание жаропрочности, малой плотности (4,5 г/см) и коррозионной стойкости:

• диски и лопатки компрессоров высокого давления авиационных ГТД;
• детали горячей части турбореактивных и турбовинтовых двигателей;
• элементы крепления и силовые шпангоуты в зонах нагрева до 500 C;
• корпусные детали и фланцы энергетических газотурбинных установок;
• детали ракетно-космической техники, работающие в условиях аэродинамического нагрева;
• оснастка для горячей штамповки и прессования в металлургии.

Обработка резанием ведётся твердосплавным инструментом на пониженных скоростях (30–50 м/мин) с интенсивным охлаждением. Сварка возможна в защитной среде аргона, но требует последующего отжига для снятия напряжений.

Вопросы и ответы