Титановый круг ВТ6С в Минске

Титановый круг ВТ6С: технические характеристики и применение

Титановый круг ВТ6С — это горячекатаный или кованый пруток круглого сечения из двухфазного титанового сплава марки ВТ6С (аналог Ti-6Al-4V). Материал относится к группе (+)-сплавов и сочетает высокую удельную прочность с удовлетворительной пластичностью. Легирующая система Ti–Al–V обеспечивает стабильность механических свойств в интервале температур от –196 C до +400 C, что определяет его применение в узлах, работающих при знакопеременных и динамических нагрузках.

Круг ВТ6С поставляется в состоянии поставки: горячекатаный (ГК), горячекатаный с последующей механической обработкой (ГО), либо термически обработанный (отожжённый или закалённый с искусственным старением). Диаметральный ряд — от 10 до 200 мм, длина мерная от 1 до 4 м. Химический состав регламентируется ГОСТ 19807-91, механические свойства — ГОСТ 26492-85. Содержание алюминия — 5,5–7,0 %, ванадия — 3,5–4,5 %, примеси железа — не более 0,30 %, кислорода — не более 0,20 %.

Механические свойства и режимы упрочнения

В отожжённом состоянии предел прочности круга ВТ6С составляет 880–980 МПа, предел текучести — 830–930 МПа, относительное удлинение — не менее 10 %, относительное сужение — не менее 25 %. Ударная вязкость KCU достигает 40 Дж/см. После закалки с 950–980 C и старения при 480–560 C прочность повышается до 1100–1250 МПа при сохранении удлинения на уровне 6–8 %. Твёрдость по Бринеллю — 255–341 HB в зависимости от термической обработки.

Модуль упругости сплава — 110–120 ГПа, что примерно вдвое ниже, чем у конструкционных сталей. Это свойство учитывают при расчёте жёсткости валов, штоков и тяг. Плотность — 4,43 г/см, поэтому удельная прочность ВТ6С превосходит большинство легированных сталей. Коэффициент линейного расширения — 8,6 10 К, теплопроводность — 6,7 Вт/(мК).

Обрабатываемость и технологические особенности

Механическая обработка круга ВТ6С требует учёта низкой теплопроводности и склонности к наклёпу. Точение и фрезерование выполняют твёрдосплавным инструментом с охлаждением эмульсией при скорости резания 30–60 м/мин. Сверление глубоких отверстий затруднено из-за образования сливной стружки и локального перегрева; применяют сверла из быстрорежущей стали с подачей 0,05–0,15 мм/об. Резьбонарезание — только метчиками из твёрдого сплава. Шлифование выполняют кругами из зелёного карбида кремния на керамической связке.

Сварка сплава ВТ6С возможна аргонодуговым методом (TIG) с присадочной проволокой того же состава. После сварки требуется отжиг для снятия остаточных напряжений при 700–750 C в течение 1–2 часов. Зона термического влияния склонна к охрупчиванию при насыщении кислородом, поэтому защита аргоном обязательна с обеих сторон шва. Для ответственных конструкций сварные соединения подвергают контролю ультразвуковой дефектоскопией.

Применение в промышленности

Круг ВТ6С используется при производстве деталей, работающих в агрессивных средах и при циклических нагрузках. Основные области применения:

• авиастроение — лонжероны, шпангоуты, кронштейны, крепёжные элементы планера и шасси;
• ракетно-космическая техника — штуцеры, переходники, элементы топливной арматуры;
• химическое машиностроение — валы мешалок, шпильки фланцевых соединений, детали насосов для перекачки агрессивных сред;
• судостроение — гребные валы, дейдвудные устройства, элементы подводных аппаратов;
• медицинская промышленность — заготовки для эндопротезов и травматологических конструкций;
• энергетика — крепёж для теплообменного оборудования и трубопроводной арматуры.

Коррозионная стойкость ВТ6С в морской воде, растворах кислот и щелочей обусловлена формированием плотной оксидной плёнки TiO. Материал устойчив к питтинговой и щелевой коррозии, а также к коррозионному растрескиванию под напряжением. При температурах выше 400 C начинается заметное окисление, поэтому длительная эксплуатация ограничена указанным температурным порогом.

Нормируемые показатели и контроль качества

Приёмка круга ВТ6С выполняется по результатам химического анализа, испытаний на растяжение и ультразвукового контроля. Допуски на диаметр для горячекатаного проката — h11–h12, для калиброванного — h9–h10. Кривизна не должна превышать 2 мм на 1 м длины. Качество поверхности проверяют визуально и капиллярным методом; недопустимы трещины, плены, закаты и расслоения.

Для ответственных применений дополнительно контролируют макроструктуру на наличие пор и включений, а также проводят испытания на ударный изгиб при температуре –40 C. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием номера плавки, результатов испытаний и подтверждением соответствия ГОСТ 26492-85.

Вопросы и ответы