Титановый лист 3В: технические характеристики и области применения
Титановый лист марки 3В — это горячекатаный или холоднокатаный прокат из технического титана, соответствующего отечественному сплаву ВТ1-0 по ГОСТ 19807. Марка 3В представляет собой титан с минимальным содержанием примесей (суммарно не более 0,55%), что обеспечивает высокую пластичность, коррозионную стойкость и стабильность механических свойств при температурах от –253 C до +350 C. Лист поставляется по ГОСТ 22178-76 и ТУ 1-5-063-85 в отожжённом состоянии.
Химический состав и механические свойства
Химический состав титана марки 3В регламентируется ГОСТ 19807-91. Содержание железа не превышает 0,25%, кремния — 0,10%, углерода — 0,07%, кислорода — 0,12%, азота — 0,04%, водорода — 0,010%. Суммарное содержание примесей — не более 0,55%. Именно низкое содержание кислорода и азота обеспечивает повышенную пластичность по сравнению с титаном ВТ1-00.
Механические свойства в отожжённом состоянии:
- Предел прочности при растяжении — 290–410 МПа
- Предел текучести — не менее 200 МПа
- Относительное удлинение — не менее 30%
- Относительное сужение — не менее 50%
- Твёрдость по Бринеллю — 100–140 HB
- Ударная вязкость KCU — не менее 100 Дж/см
Сортамент и геометрические параметры
Титановый лист 3В выпускается толщиной от 0,3 до 60 мм. Горячекатаный прокат — толщиной 3–60 мм, холоднокатаный — 0,3–3,0 мм. Ширина листов — 400–1200 мм, длина — 600–3000 мм. Предельные отклонения по толщине соответствуют ГОСТ 22178-76. Кромки листов обрезные или необрезные. Поверхность — без трещин, расслоений, посторонних включений; допускаются следы зачистки и отдельные отпечатки.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Длина, мм | Способ производства | Состояние |
|---|---|---|---|---|
| 0,5 | 600 | 1500 | Холоднокатаный | Отожжённый |
| 1,0 | 800 | 2000 | Холоднокатаный | Отожжённый |
| 3,0 | 1000 | 2500 | Горячекатаный | Отожжённый |
| 8,0 | 1200 | 3000 | Горячекатаный | Отожжённый |
| 20,0 | 1000 | 2000 | Горячекатаный | Отожжённый |
Технологические и эксплуатационные свойства
Титан марки 3В обладает высокой пластичностью при комнатной температуре: относительное удлинение не менее 30% позволяет выполнять гибку, штамповку, отбортовку и вальцовку без предварительного нагрева. Лист толщиной до 3 мм сгибается на 180 без образования трещин. Свариваемость — хорошая; применяются аргонодуговая сварка (TIG), электронно-лучевая и лазерная сварка. Сварные соединения сохраняют прочность на уровне 90–95% от основного металла.
Коррозионная стойкость титана 3В в агрессивных средах:
- Морская вода и хлоридные растворы — полная стойкость при температурах до 100 C
- Азотная кислота концентрацией до 65% — стойкость при температуре до 60 C
- Органические кислоты (уксусная, муравьиная) — стойкость при любых концентрациях
- Щелочные среды (NaOH, KOH) — стойкость при концентрации до 40%
- Влажный хлор и гипохлориты — стойкость при температуре до 80 C
Теплофизические параметры: теплопроводность — 16,8 Вт/(мК), коэффициент линейного расширения — 8,610 К, плотность — 4,505 г/см, модуль упругости — 103 ГПа. Удельная теплоёмкость — 0,52 кДж/(кгК).
Области применения
Титановый лист 3В применяется в химическом машиностроении для изготовления корпусов реакторов, теплообменников, колонн синтеза, работающих с агрессивными средами. В судостроении — для обшивки корпусов, элементов дейдвудных устройств, теплообменных аппаратов опреснительных установок. В энергетике — для конденсаторов паровых турбин, трубных досок, элементов систем охлаждения. В пищевой промышленности — для ёмкостей брожения, сушильных камер, транспортирующих лотков. В криогенной технике — для сосудов хранения сжиженных газов при температурах до –253 C.
Также лист 3В используется в производстве медицинского оборудования (стерилизаторы, дезинфекционные камеры), в гальванических линиях (подвесные приспособления, анодные корзины), в системах вентиляции агрессивных газов на металлургических и нефтеперерабатывающих предприятиях.
Вопросы и ответы
Чем титан 3В отличается от ВТ1-0?
Марка 3В — это обозначение технического титана по ТУ 1-5-063-85 с более узкими пределами по примесям (особенно кислороду и железу), что обеспечивает стабильно высокую пластичность. ВТ1-0 регламентируется ГОСТ 19807-91 и допускает несколько больший разброс по содержанию примесей.
При каких температурах эксплуатируется лист 3В?
Диапазон рабочих температур — от –253 C до +350 C. При нагреве выше 350 C интенсивно насыщается кислородом и водородом, что снижает пластичность. В криогенных условиях сохраняет ударную вязкость не ниже 50 Дж/см.
Какой максимальной толщины выпускается лист 3В?
Горячекатаный лист — до 60 мм. Холоднокатаный — до 3,0 мм. Толщина свыше 60 мм поставляется в виде плит по отдельным ТУ.
Возможна ли сварка листа 3В без защитной атмосферы?
Нет. Сварка выполняется только в среде инертных газов (аргон, гелий) или в вакууме. Контакт расплавленного титана с воздухом приводит к насыщению кислородом и азотом, образованию хрупких фаз и снижению коррозионной стойкости.
