Титановый круг ВТ25: жаропрочный прокат для силовых конструкций
Титановый круг ВТ25 — горячекатаный или кованый сортовой прокат из двухфазного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Zr–Sn–Mo–W, легированного кремнием. Сплав относится к классу жаропрочных титановых материалов и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации до 550–600 C, что выводит его за пределы возможностей ВТ6 и ВТ14. Круг поставляется в отожжённом или термически упрочнённом состоянии, диаметром от 8 до 200 мм, в том числе в виде прутков мерной и немерной длины.
Химический состав и структура
Основа — титан марки ТГ-90 и выше. Легирующий комплекс обеспечивает дисперсионное твердение по -фазе и повышает сопротивление ползучести:
- алюминий — 5,5–7,0 %;
- цирконий — 1,5–2,5 %;
- олово — 1,5–2,5 %;
- молибден — 1,5–2,5 %;
- вольфрам — 0,8–1,5 %;
- кремний — 0,15–0,35 %.
Микроструктура после отжига — глобулярно-пластинчатая +. Кремний образует силициды TiSi, тормозящие диффузию и снижающие скорость ползучести при 500–600 C. Содержание примесей регламентировано: кислород не более 0,15 %, азот не более 0,05 %, водород не более 0,015 %.
Механические свойства
| Состояние | в, МПа | 0,2, МПа | , % | Температура эксплуатации |
|---|---|---|---|---|
| Отожжённый | 1000 | 900 | 10 | до 550 C |
| Упрочнённый (старение) | 1150 | 1000 | 8 | до 600 C |
| Кованый | 1050 | 950 | 9 | до 550 C |
Предел длительной прочности при 600 C за 100 ч — не менее 450 МПа. Плотность — 4,55 г/см, модуль упругости — 112 ГПа. Теплостойкость обеспечивается легированием вольфрамом и кремнием, замедляющими собирательную рекристаллизацию.
Технологические особенности
Сплав ВТ25 склонен к образованию -оболочки при нагреве, поэтому механическая обработка ведётся после удаления газонасыщенного слоя травлением. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, требует твёрдосплавного инструмента и обильного охлаждения. Свариваемость ограниченная: сварка выполняется в защитной атмосфере аргона с последующим отжигом для снятия напряжений. Деформируемость в горячем состоянии — ниже, чем у ВТ6, что учитывается при штамповке.
Области применения
- диски и лопатки компрессоров высокого давления авиационных ГТД;
- детали горячего тракта энергетических газотурбинных установок;
- элементы крепления и силовые шпангоуты в ракетно-космической технике;
- корпусные детали высокотемпературных насосов и арматуры химических производств;
- оснастка для горячей штамповки и прессования.
Нормативная база и приёмка
Прокат изготавливается по ОСТ 1 90013, ТУ 1-92-93 и аналогичным отраслевым документам. Контроль включает ультразвуковую дефектоскопию, проверку макро- и микроструктуры, испытания на длительную прочность и ползучесть. Круг поставляется с сертификатом качества, в котором фиксируются химический состав, механические свойства при комнатной и рабочей температуре, а также результаты контроля -слоя.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняет работоспособность титановый круг ВТ25?
Длительная эксплуатация — до 550–600 C в зависимости от состояния поставки. Кратковременный нагрев возможен до 650 C без необратимого снижения характеристик.
Чем ВТ25 отличается от ВТ6?
ВТ25 легирован цирконием, оловом, вольфрамом и кремнием, что обеспечивает жаропрочность до 600 C против 400–450 C у ВТ6. Прочность выше на 15–20 %, но технологичность при сварке и обработке ниже.
В каком состоянии поставляется круг?
Отожжённый, кованый или термически упрочнённый. Состояние оговаривается в заказе и фиксируется в сертификате.
Применяется ли ВТ25 в аддитивных технологиях?
Порошок на основе ВТ25 используется для селективного лазерного плавления при изготовлении деталей горячего тракта, однако основной формат поставки — сортовой прокат.
