Титановый круг ВТ3-1 в Минске

Титановый круг ВТ3-1: жаропрочный прокат для деталей газотурбинных двигателей

Титановый круг ВТ3-1 — горячекатаный или кованый сортовой прокат из двухфазного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Cr–Mo–Fe–Si, легированного алюминием, хромом, молибденом, железом и кремнием. Сплав относится к классу жаропрочных титановых материалов и сохраняет работоспособность при длительном нагреве до 450–500 C, что выводит его за пределы возможностей технически чистого титана ВТ1-0 и низколегированных марок. Круг поставляется в термически обработанном состоянии с регламентированным комплексом механических свойств и предназначен прежде всего для последующей механической обработки — точения, фрезерования, электроэрозионной и электрохимической размерной обработки.

Сортамент и состояние поставки

Прокат выпускается диаметром от 8 до 250 мм; для крупных сечений применяется ковка с последующей обточкой. Кривизна прутков нормируется, концы обрезаются под прямым углом без заусенцев. Твёрдость и структура контролируются по всей длине партии.

• Диаметр горячекатаного круга — 8–100 мм, предельные отклонения по h11/h12.
• Диаметр кованого обточенного круга — 100–250 мм.
• Состояние поставки — отожжённый, с удалённым альфированным слоем.
• Длина прутков — 1,5–6 м, мерная или немерная.
• Маркировка — клеймение торца и бирка с номером плавки.

Химический состав и структура

Основа сплава — титан; алюминий вводится как -стабилизатор и упрочнитель твёрдого раствора, хром и молибден обеспечивают -стабилизацию и прокаливаемость, кремний повышает жаропрочность за счёт образования силицидов, железо ограничивается по верхнему пределу во избежание охрупчивания. Содержание примесей внедрения — кислорода, азота, водорода — жёстко лимитировано, поскольку водород вызывает гидридное растрескивание под напряжением.

Технологические и эксплуатационные свойства

Сплав обладает умеренной технологической пластичностью в отожжённом состоянии и склонностью к упрочнению при резании. Теплопроводность титанового круга ВТ3-1 существенно ниже, чем у конструкционных сталей, поэтому при точении тепло отводится в режущую кромку, что требует применения твёрдосплавного инструмента, обильного охлаждения и пониженных режимов. Склонность к налипанию на резец устраняется подбором геометрии и покрытий. Свариваемость ограничена: сплав относится к трудносвариваемым, соединения выполняются в защитной атмосфере с последующей термообработкой.

Области применения

Основной потребитель проката — авиадвигателестроение и энергетическое машиностроение. Из круга ВТ3-1 изготавливают детали, работающие при повышенных температурах под нагрузкой в окислительной среде.

• Диски, лопатки и кольца компрессоров высокого давления авиационных ГТД.
• Крепёж — болты, шпильки, гайки горячей зоны двигателей.
• Детали паровых и газовых турбин энергетических установок.
• Элементы выхлопных систем и теплонагруженных узлов спецтехники.
• Заготовки для штамповки и последующей изотермической обработки.

Обработка и термообработка

Отжиг проводится при 850–900 C с охлаждением на воздухе; для снятия внутренних напряжений после механической обработки применяется вакуумный или защитный отжиг. Режимы резания подбираются с учётом склонности к вибрациям: жёсткость системы «станок–деталь–инструмент» критична из-за низкого модуля упругости. Шлифование выполняется мягкими кругами с интенсивным охлаждением во избежание прижогов и образования альфированного слоя.

Вопросы и ответы