Титановый квадрат ОТ4-2: характеристики, сортамент и применение
Титановый квадрат ОТ4-2 — профиль квадратного сечения, изготовленный из двухфазного титанового сплава системы Ti–Al–Mn с дополнительным легированием молибденом и цирконием. Сплав ОТ4-2 относится к группе +-титановых сплавов средней прочности и предназначен для изготовления полуфабрикатов, работающих при температурах от –70 C до +350 C. Квадрат поставляется в горячекатаном или прессованном состоянии с последующей термической обработкой — отжигом при 750–800 C.
Сортамент и геометрические параметры
Квадрат титановый ОТ4-2 выпускается по ГОСТ 23755-79 и ТУ 1-5-183-85. Сторона квадрата варьируется от 8 до 100 мм, предельные отклонения по стороне — от +0,3 до –1,5 мм в зависимости от типоразмера. Кривизна профиля не превышает 0,5 % длины. Скручивание вокруг продольной оси — не более 2 на 1 м. Длина прутков — от 1,5 до 6 м в немерном, мерном и кратной мерной длине.
| Сторона квадрата, мм | Предельное отклонение, мм | Площадь сечения, мм | Масса 1 м, кг | Кривизна на 1 м, мм |
|---|---|---|---|---|
| 12 | +0,3 / –0,3 | 144 | 0,65 | 5 |
| 20 | +0,4 / –0,4 | 400 | 1,80 | 6 |
| 40 | +0,6 / –0,6 | 1600 | 7,20 | 8 |
| 60 | +0,8 / –0,8 | 3600 | 16,20 | 10 |
| 80 | +1,0 / –1,0 | 6400 | 28,80 | 12 |
| 100 | +1,2 / –1,2 | 10000 | 45,00 | 15 |
Химический состав и механические свойства
Сплав ОТ4-2 содержит 3,5–5,0 % алюминия, 0,8–2,0 % марганца, 0,5–1,5 % молибдена, 0,3–1,0 % циркония. Суммарное содержание примесей — не более 0,6 %. Кислород — до 0,15 %, азот — до 0,05 %, водород — до 0,012 %. Механические свойства после отжига:
- предел прочности — 850–1000 МПа;
- предел текучести — не менее 750 МПа;
- относительное удлинение — не менее 10 %;
- относительное сужение — не менее 25 %;
- ударная вязкость KCU — не менее 30 Дж/см;
- твёрдость по Бринеллю — 240–300 HB.
Модуль упругости — 110–115 ГПа. Плотность — 4,50–4,55 г/см. Коэффициент линейного расширения при 20–300 C — 9,0–9,5 10 1/C. Теплопроводность при 20 C — 8,5–9,0 Вт/(мК).
Технологические особенности
Квадрат ОТ4-2 обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием — скорость резания твердосплавным инструментом составляет 30–60 м/мин при подаче 0,1–0,3 мм/об. Свариваемость ограниченная: сварка выполняется в среде аргона с предварительным подогревом до 150–200 C и последующей термообработкой для снятия напряжений. Сплав склонен к газонасыщению при нагреве выше 400 C на воздухе, что требует защитной атмосферы при термической обработке.
Горячая деформация проводится при 850–950 C с последующим отжигом. Холодная деформация возможна с промежуточными отжигами при 700–750 C. Полируемость — хорошая, что позволяет использовать квадрат для декоративных и точных машиностроительных деталей.
Области применения
- авиастроение — силовые элементы фюзеляжа, крепёжные узлы, детали шасси;
- химическое машиностроение — корпусы реакторов, работающих с агрессивными средами при 200–350 C;
- судостроение — элементы палубных конструкций, арматура трубопроводов морской воды;
- медицинская техника — детали хирургических инструментов, не контактирующие с имплантатами;
- нефтегазовая отрасль — крепёж для фонтанной арматуры, работающий в средах с HS и CO;
- общее машиностроение — шпиндели, рычаги, кронштейны, работающие при вибрационных нагрузках.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура титанового квадрата ОТ4-2?
Длительная эксплуатация допускается до +350 C. При кратковременном нагреве до +400 C сохраняется 90 % прочности, однако выше этой температуры начинается интенсивное газонасыщение и окисление поверхности.
Чем отличается ОТ4-2 от ОТ4-1?
ОТ4-2 содержит молибден и цирконий, что повышает предел текучести до 750 МПа против 600 МПа у ОТ4-1. ОТ4-2 применяется для более нагруженных деталей, тогда как ОТ4-1 — для конструкций с повышенной пластичностью.
Возможна ли сварка квадрата ОТ4-2 без последующей термообработки?
Нет. Сварные соединения без отжига при 700–750 C имеют пониженную пластичность и склонны к образованию трещин. Термообработка обязательна для снятия остаточных напряжений.
Какой инструмент рекомендуется для обработки квадрата ОТ4-2?
Твердосплавные пластины класса P25–P35 с покрытием TiAlN. Скорость резания — 30–60 м/мин, подача — 0,1–0,3 мм/об, охлаждение — эмульсия на водной основе с повышенной концентрацией.
