Титановый лист ВТ1-1: технический прокат из технически чистого титана
Титановый лист ВТ1-1 — горячекатаный или холоднокатаный прокат из технически чистого титана марки ВТ1-1 (Ti–0,7Al), соответствующей ГОСТ 19807 и ГОСТ 22178. Содержание примесей регламентировано: железо — не более 0,25 %, кремний — до 0,10 %, углерод — до 0,07 %, кислород — до 0,12 %, азот — до 0,04 %, водород — до 0,010 %. Такая чистота обеспечивает сочетание умеренной прочности с высокой пластичностью и коррозионной стойкостью в агрессивных средах.
Сортамент и механические свойства
Лист ВТ1-1 поставляется толщиной 0,3–60 мм, шириной до 1500 мм и длиной до 6000 мм. Для тонколистового проката (до 1,5 мм) характерна поставка в рулонах, для толстолистового — в виде мерных карт. Предел прочности при растяжении — 290–410 МПа, предел текучести — 200–320 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Твёрдость по Бринеллю — 120–160 HB. Модуль упругости — 110 ГПа, что ниже, чем у стали, и учитывается при расчёте жёсткости конструкций.
| Толщина, мм | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % | Тип проката |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–1,5 | 340–410 | 250–320 | 25–30 | холоднокатаный |
| 2,0–5,0 | 310–390 | 220–300 | 28–35 | горячекатаный |
| 6,0–20,0 | 290–370 | 200–280 | 30–40 | горячекатаный |
| 21,0–60,0 | 290–360 | 200–260 | 25–35 | горячекатаный |
Технологические и эксплуатационные характеристики
Лист ВТ1-1 хорошо поддаётся гибке, штамповке, сварке в среде аргона и механической обработке. Полиморфное превращение происходит при 882–890 C, что ограничивает рабочие температуры длительной эксплуатации диапазоном –253…+350 C. В отожжённом состоянии структура однофазная -фаза с размером зерна 20–80 мкм. Плотность — 4,505 г/см, что обеспечивает выигрыш по массе до 43 % относительно стали 12Х18Н10Т при сопоставимой коррозионной стойкости.
Коррозионная стойкость
ВТ1-1 устойчив в морской воде, хлоридных растворах, органических кислотах средней концентрации, щелочах. Скорость коррозии в 3% NaCl при 20 C — менее 0,001 мм/год. В азотной кислоте до 65 % при температуре до 60 C — практически инертен. Ограничения: контакт с фтором, плавиковой кислотой и сухим хлором при повышенных температурах вызывает активное разрушение.
Области применения
- Теплообменное оборудование химических и нефтегазовых производств: пластинчатые и кожухотрубные аппараты, работающие с хлоридными средами.
- Оборудование электролизных цехов цветной металлургии: катодные основы, токоподводы, анодные корзины.
- Судостроение и морская техника: обшивка корпусов, трубопроводы забортной воды, элементы опреснительных установок.
- Пищевая и фармацевтическая промышленность: ёмкости, реакторы, транспортные линии, контактирующие с агрессивными средами.
- Криогенная техника: элементы установок разделения воздуха, работающие при температурах до –253 C.
- Медицинское оборудование: детали имплантатов, инструментальная оснастка, не контактирующая с кровью длительно.
Обработка и сварка
Сварка листа ВТ1-1 выполняется аргонодуговым способом с защитой шва и обратной стороны аргоном высокой чистоты. Температура подогрева при гибке — 500–600 C для толстолистового проката. Отжиг для снятия напряжений проводится при 600–700 C с выдержкой 1–2 ч и последующим охлаждением на воздухе. Механическая обработка требует применения твердосплавного инструмента и обильного охлаждения из-за склонности титана к налипанию.
Вопросы и ответы
Чем ВТ1-1 отличается от ВТ1-0?
ВТ1-1 содержит больше примесей (железо до 0,25 % против 0,20 %, кислород до 0,12 % против 0,10 %), что даёт slightly более высокую прочность при несколько меньшей пластичности. ВТ1-0 применяется там, где требуется максимальная пластичность и ударная вязкость.
Какие стандарты регламентируют поставку листа ВТ1-1?
Основные документы — ГОСТ 22178 (листы титановые), ГОСТ 19807 (титановые сплавы), а также ASTM B265 Grade 2 для экспортных поставок. В стандартах нормируются химический состав, механические свойства и допустимые отклонения по толщине.
При каких температурах лист ВТ1-1 сохраняет работоспособность?
Длительная эксплуатация — от –253 до +350 C. Кратковременный нагрев до 500 C допустим без существенной потери свойств, однако выше 600 C начинается активное газонасыщение и охрупчивание.
Можно ли использовать ВТ1-1 в контакте с плавиковой кислотой?
Нет. Плавиковая кислота и её растворы, а также фториды при повышенных температурах вызывают интенсивную коррозию титана. Для таких сред применяют сплавы на основе тантала или циркония.
