Титановый круг ВТ5-1 в Минске

Титановый круг ВТ5-1: технические характеристики и применение

Титановый круг ВТ5-1 — это горячекатаный или кованый пруток круглого сечения из двухфазного титанового сплава марки ВТ5-1, легированного алюминием (4,3–6,0 %) и оловом (2,0–3,0 %). Материал относится к группе жаропрочных титановых сплавов с умеренной прочностью и высокой технологической пластичностью. Круг ВТ5-1 поставляется в состоянии поставки: горячекатаное, кованое, отожжённое или термически упрочнённое — в зависимости от требований заказчика и нормативной документации.

Сплав ВТ5-1 сохраняет работоспособность при температурах до 450–500 C, что достигается за счёт твёрдорастворного упрочнения алюминием и оловом. Предел прочности при комнатной температуре составляет 750–950 МПа, предел текучести — не менее 700 МПа, относительное удлинение — 10–14 %. Плотность сплава — 4,5 г/см, что обеспечивает высокий удельный показатель прочности, востребованный в авиастроении и ракетной технике.

Сортамент и геометрические параметры

Титановый круг ВТ5-1 выпускается в диапазоне диаметров от 10 до 200 мм. Допуски на диаметр регламентируются классом точности: для горячекатаного проката — h12–h14, для кованого — h14–h16. Мерная длина прутков — 1–4 м, немерная — 0,5–4 м. Кривизна на 1 метр длины не превышает 3–5 мм в зависимости от диаметра.

Химический состав и структура

Химический состав круга ВТ5-1 регламентируется ГОСТ 19807-91. Базовые легирующие элементы — алюминий и олово — формируют двухфазную + структуру, обеспечивающую сочетание жаропрочности и технологичности при деформации. Содержание примесей ограничено: железо — до 0,3 %, кислород — до 0,15 %, азот — до 0,05 %, углерод — до 0,10 %. Контроль содержания газовых примесей выполняется методом вакуумной плавки, что гарантирует стабильность механических свойств.

Микроструктура сплава после отжига при 780–820 C представляет собой равноосные зёрна -фазы с незначительным количеством -фазы по границам. Такой структурный баланс обеспечивает оптимальное сопротивление усталостному разрушению при циклических нагрузках.

Механические свойства при повышенных температурах

Ключевое преимущество круга ВТ5-1 — стабильность прочностных характеристик при нагреве. При 400 C предел прочности снижается не более чем на 20 % от комнатного значения, что позволяет применять материал в узлах, работающих в условиях длительного теплового воздействия. Длительная прочность при 450 C и напряжении 300 МПа составляет не менее 100 часов.

Сплав обладает удовлетворительной свариваемостью аргонодуговой сваркой с присадочным материалом той же марки. После сварки рекомендуется отжиг для снятия внутренних напряжений при 700–750 C в течение 1–2 часов.

Области применения

Титановый круг ВТ5-1 востребован в отраслях, где требуется сочетание коррозионной стойкости, жаропрочности и малой массы:

• авиастроение — лопатки осевых компрессоров, диски, валы и крепёжные элементы газотурбинных двигателей;
• ракетно-космическая техника — штуцеры, переходники, элементы топливной арматуры, работающие при криогенных температурах до –253 C;
• химическое машиностроение — валы мешалок, фланцы, штуцеры для агрессивных сред при температурах до 400 C;
• судостроение — гребные валы, дейдвудные устройства, элементы арматуры морского исполнения;
• энергетическое машиностроение — детали паровых турбин низкого давления, теплообменное оборудование;
• медицинская промышленность — заготовки для эндопротезов и хирургического инструмента.

Обработка и эксплуатационные особенности

Круг ВТ5-1 хорошо поддаётся механической обработке резанием, однако из-за низкой теплопроводности (8,8 Вт/(мК)) требует применения СОЖ и сниженных скоростей резания. Рекомендуется использовать твёрдосплавный инструмент с геометрией, обеспечивающей эффективный отвод стружки. Шлифование выполняется кругами на керамической связке с обильным охлаждением для предотвращения прижогов.

При холодной деформации сплав склонен к наклёпу, поэтому гибка и штамповка выполняются с подогревом до 200–300 C. Ультразвуковой контроль качества проводится на всех прутках диаметром свыше 30 мм для выявления внутренних дефектов — расслоений, пор и неметаллических включений.

Вопросы и ответы