Титановый лист ВТ18 в Минске

Титановый лист ВТ18: жаропрочный сплав для силовых конструкций авиационной техники

Титановый лист ВТ18 — полуфабрикат из жаропрочного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Sn–Zr–Mo–Nb–Si, легированного оловом, цирконием, молибденом, ниобием и кремнием. Сплав относится к классу псевдо--сплавов с повышенным содержанием -стабилизаторов и предназначен для длительной работы при температурах до 550–600 C. Листовая продукция из ВТ18 поставляется в отожжённом состоянии с регламентированной структурой: глобулярно-пластинчатой или пластинчатой, в зависимости от режима термообработки и последующей деформации.

Ключевое отличие ВТ18 от распространённого ВТ20 — повышенная жаропрочность и сопротивление ползучести при 550–600 C, что достигается за счёт комплексного легирования кремнием и цирконием. Предел длительной прочности при 600 C за 100 ч составляет не менее 350–400 МПа, что позволяет применять лист в деталях горячего тракта газотурбинных двигателей.

Сортамент и технические параметры

Лист ВТ18 выпускается горячекатаным и холоднокатаным, толщиной от 0,8 до 10 мм, шириной до 1000 мм и длиной до 2500 мм. Точность прокатки — повышенная и нормальная. Кромки — обрезные или необрезные. Поверхность — травленая, без окалины и альфированного слоя; допускается механическая зачистка локальных дефектов глубиной в пределах минусового допуска.

Химический состав и структурные особенности

Сплав ВТ18 содержит 5,5–7,0 % Al, 2,0–3,0 % Sn, 2,0–3,0 % Zr, 0,5–2,0 % Mo, 0,5–2,0 % Nb, 0,15–0,40 % Si. Кремний повышает жаропрочность за счёт образования силицидов, тормозящих движение дислокаций при высоких температурах. Цирконий и олово упрочняют -фазу, молибден и ниобий повышают технологическую пластичность при горячей деформации.

Лист ВТ18 после отжига при 850–900 C имеет глобулярно-пластинчатую структуру с размером -глобул 2–8 мкм. Для повышения трещиностойкости применяют изотермический отжиг или отжиг в -области с последующим контролируемым охлаждением. Содержание -фазы при 20 C — 8–15 %.

Области применения

• Детали компрессора высокого давления и камеры сгорания авиационных ГТД: обечайки, кольца, диафрагмы, теплозащитные экраны.
• Элементы выхлопных систем и реактивных сопел, работающие в потоке горячих газов при 500–600 C.
• Силовые обшивки и панели гиперзвуковых летательных аппаратов, подверженные аэродинамическому нагреву.
• Корпусные детали ракетных двигателей и агрегатов, где требуется сочетание жаропрочности и малой массы.
• Оснастка для горячей штамповки титановых и жаропрочных стальных заготовок при температурах до 550 C.
• Элементы энергетических установок: крепёж, фланцы, переходники в зонах повышенных температур.

Технологичность и обработка

Лист ВТ18 удовлетворительно деформируется в горячем состоянии при 900–1000 C. Холодная гибка и формовка возможны при толщине до 2 мм с радиусом гиба не менее 3–4 толщин листа. Сварка выполняется аргонодуговым способом в среде инертного газа; сварные соединения требуют последующей термообработки для восстановления жаропрочных свойств. Механическая обработка — твердосплавным инструментом с обильным охлаждением, склонность к наклёпу умеренная.

Поставка осуществляется по ГОСТ 22178 и техническим условиям, регламентирующим химический состав, механические свойства при 20 C и 600 C, макро- и микроструктуру, а также ультразвуковой контроль сплошности. Лист ВТ18 — материал, предназначенный для ответственных деталей, где ресурс определяется сопротивлением ползучести и длительной прочностью, а не только кратковременными характеристиками.

Вопросы и ответы