Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Титановый круг ВТ8: жаропрочный прокат для деталей газотурбинных двигателей
Титановый круг ВТ8 — горячекатаный или кованый сортовой прокат из двухфазного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Mo–Si, легированного алюминием (5,8–7,0 %), молибденом (2,8–3,8 %) и кремнием (0,20–0,35 %). Сплав относится к классу жаропрочных титановых материалов и сохраняет работоспособность при длительной эксплуатации до 450–500 C, что выводит его за пределы возможностей технического титана ВТ1-0 и сплава ВТ6. Круг поставляется по ГОСТ 26492-85 (горячекатаный) и ГОСТ 22897-86 (кованый), а также по ТУ производителей; предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h12, кривизна прутка нормируется на 1 м длины.
Химический состав и структура
Кремний в составе ВТ8 выполняет роль упрочнителя твёрдого раствора и тормозит ползучесть: именно он обеспечивает низкую скорость деформации под нагрузкой при 400–500 C. Молибден стабилизирует -фазу и повышает прокаливаемость при закатке. Алюминий упрочняет -фазу и снижает плотность. После отжига структура — глобулярная + с размером -глобул 3–10 мкм; после изотермической штамповки или ВТМО формируется пластинчатая или смешанная структура с повышенной трещиностойкостью.
Механические свойства при 20 C и в нагретом состоянии
| Состояние | в, МПа | 0,2, МПа | , % | Температура испытания |
|---|---|---|---|---|
| Отжиг, 750–800 C | 950–1100 | 850–950 | 10–14 | 20 C |
| Отжиг | 700–850 | 600–720 | 12–18 | 400 C |
| Отжиг | 550–700 | 480–600 | 15–25 | 500 C |
| Закалка + старение | 1150–1300 | 1000–1150 | 6–10 | 20 C |
| Предел длительной прочности за 100 ч | 380–450 | — | — | 500 C |
Модуль упругости — 110–115 ГПа, плотность — 4,45 г/см, температура полиморфного превращения — 980–1020 C. Сплав чувствителен к концентраторам напряжений: надрез с радиусом 0,1 мм снижает предел выносливости на 25–35 %.
Технологические особенности обработки
Круг ВТ8 обрабатывается резанием в отожжённом состоянии; при точении применяют твердосплавный инструмент группы ВК с СОЖ на водной основе, скорость резания — 25–40 м/мин. Сварка плавлением ограничена из-за склонности к образованию холодных трещин; соединения выполняют в камерах с контролируемой атмосферой или диффузионной сваркой. Полировка и дробеструйное упрочнение повышают усталостную долговечность лопаток и дисков.
Области применения
- Лопатки и диски компрессоров высокого давления авиационных ТРДД (АЛ-31Ф, ПС-90А) и вертолётных ГТД.
- Детали горячего тракта энергетических газотурбинных установок ГТЭ-110, ГТЭ-160.
- Крепёж и силовые элементы выхлопных систем, работающие при 400–500 C.
- Корпусные детали и арматура химических реакторов в среде окислительных кислот при умеренных температурах.
- Заготовки для изотермической штамповки и ВТМО ответственных деталей.
- Элементы ракетно-космической техники, где требуется сочетание прочности и малой массы.
Нормативные документы и сортамент
- ГОСТ 26492-85 — прутки горячекатаные титановые, диаметр 8–100 мм.
- ГОСТ 22897-86 — прутки кованые, диаметр 60–200 мм.
- ГОСТ 19807-91 — марки титановых сплавов, включая ВТ8.
- ОСТ 1 90013-81 — отраслевой стандарт для авиационной промышленности.
- AMS 4972 — зарубежный аналог по составу и свойствам.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняется работоспособность круга ВТ8?
Длительная эксплуатация — до 450–500 C; кратковременно допустим нагрев до 550 C без существенной потери прочности. Выше 550 C начинается интенсивное окисление и падение жаропрочности.
Чем ВТ8 отличается от ВТ6?
ВТ8 легирован кремнием и содержит больше алюминия, что обеспечивает более высокую жаропрочность (до 500 C против 400 C у ВТ6), но меньшую технологичность при сварке и худшую пластичность.
Какой термообработке подвергают круг ВТ8 перед механической обработкой?
Применяют отжиг при 750–800 C с охлаждением на воздухе для снятия внутренних напряжений и получения глобулярной структуры. Для повышения прочности — закалка с 850–900 C и старение при 500–550 C.
Возможна ли сварка деталей из ВТ8?
Сварка плавлением ограничена из-за склонности к образованию холодных трещин и газонасыщению. Рекомендуется диффузионная сварка или сварка в камерах с инертной атмосферой с последующим вакуумным отжигом.