Титановый лист ВТ15 в Минске


Титановый лист ВТ15: высокопрочный сплав для нагруженных конструкций

Титановый лист ВТ15 — это полуфабрикат из высоколегированного титанового сплава системы Ti–Al–Mo–Cr, относящегося к мартенситно-упрочняемым (+)-сплавам. Сплав ВТ15 разработан для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при температурах до 400 C, и сочетает высокую прочность с удовлетворительной технологичностью при горячей деформации. Лист из ВТ15 поставляется в горячекатаном или холоднокатаном состоянии с последующей термической обработкой — закалкой и старением, что обеспечивает предел прочности до 1300 МПа.

В отличие от широко применяемого ВТ6, сплав ВТ15 содержит повышенное количество молибдена и хрома, что увеличивает прокаливаемость и позволяет получать равномерные механические свойства по сечению листа толщиной до 40 мм. Именно поэтому титановый лист ВТ15 востребован там, где требуется сочетание малой плотности (4,5 г/см) и высокой статической прочности.

Технические характеристики и режимы термообработки

Механические свойства листа ВТ15 определяются режимом упрочняющей термической обработки. Закалка проводится при 750–850 C с охлаждением в воде, старение — при 480–560 C в течение 4–8 часов. После старения сплав приобретает структуру с дисперсными выделениями -фазы, обеспечивающими высокие прочностные показатели.

ПараметрЗначениеУсловиеЕдиницаМетод контроля
Предел прочности в1100–1300Закалка + старениеМПаГОСТ 1497
Предел текучести 0,21000–1200Закалка + старениеМПаГОСТ 1497
Относительное удлинение 6–10Закалка + старение%ГОСТ 1497
Ударная вязкость KCU25–4020 CДж/смГОСТ 9454
Толщина листа0,8–40Горячий/холодный прокатммГОСТ 19807

Сортамент и стандарты

Титановый лист ВТ15 изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 22178 (лист титановый) и технических условий, регламентирующих химический состав по ГОСТ 19807. Поставка осуществляется в термообработанном состоянии с нормированными механическими свойствами. Возможна поставка листов с обрезкой кромок и без, с травленой или механически обработанной поверхностью.

  • Горячекатаный лист толщиной 3–40 мм — для силовых элементов;
  • Холоднокатаный лист толщиной 0,8–3 мм — для обшивок и мембран;
  • Лист с предельным отклонением по толщине согласно ГОСТ 22178;
  • Термообработанное состояние: закалка + старение;
  • Контроль макро- и микроструктуры по ОСТ 1 90002;
  • Ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ 22727.

Области применения

Высокая удельная прочность титанового листа ВТ15 определяет его применение в конструкциях, где масса критична, а рабочие температуры не превышают 400 C. Сплав применяется в авиастроении для изготовления силовых шпангоутов, лонжеронов, узлов навески двигателей, а также в ракетно-космической технике для элементов корпусов и крепежных узлов.

  • Авиационные силовые конструкции: шпангоуты, лонжероны, стыковые узлы;
  • Детали газотурбинных двигателей: диски, кольца, крепеж;
  • Ракетно-космическая техника: корпусные элементы, переходники;
  • Судостроение: высоконагруженные узлы подводных аппаратов;
  • Нефтегазовое оборудование: детали скважинных приборов;
  • Медицинская техника: элементы эндопротезов с повышенной прочностью.

Технологичность при обработке

Лист ВТ15 обрабатывается резанием в термообработанном состоянии с применением твердосплавного инструмента и интенсивного охлаждения. Свариваемость ограничена — сплав склонен к образованию трещин при сварке, поэтому соединения выполняются преимущественно механическим крепежом или сваркой в защитной среде с последующей термообработкой. Формообразование листа осуществляется горячей штамповкой при 850–950 C или гибкой в холодном состоянии при малых радиусах.

Вопросы и ответы

Какая максимальная толщина титанового листа ВТ15 поставляется?

Горячекатаный лист ВТ15 поставляется толщиной до 40 мм. При большей толщине применяются плиты, изготавливаемые по отдельным техническим условиям.

При какой температуре эксплуатируется лист из сплава ВТ15?

Длительная рабочая температура составляет до 400 C. Кратковременно допустим нагрев до 450 C без существенного снижения прочностных характеристик.

Какой режим термообработки обеспечивает максимальную прочность ВТ15?

Закалка при 800 C с охлаждением в воде и последующее старение при 500 C в течение 6 часов обеспечивают предел прочности 1200–1300 МПа.

Чем ВТ15 отличается от ВТ6 по прочности?

После упрочняющей термообработки ВТ15 достигает 1300 МПа, тогда как ВТ6 — 1000–1100 МПа. Это достигается за счет легирования молибденом и хромом.