Титановый пруток ОТ4-1 в Минске

Титановый пруток ОТ4-1: свойства, сортамент и применение в промышленности

Титановый пруток ОТ4-1 — горячекатаная или холоднотянутая металлопродукция из двухфазного (+)-титанового сплава системы Ti–Al–Mn, легированного алюминием (1,5–2,5 %) и марганцем (0,7–1,5 %). Сплав регламентируется ГОСТ 19807-91 (марки титана и титановых сплавов) и поставляется по ГОСТ 26492-85 (прутки титановые). Относится к классу среднепрочных термически упрочняемых сплавов: предел прочности в отожжённом состоянии — 685–835 МПа, предел текучести — не менее 635 МПа, относительное удлинение — 10–16 %. Плотность — 4,55 г/см, что обеспечивает выигрыш по массе до 40 % относительно прутков из нержавеющей стали 12Х18Н10Т при сопоставимой коррозионной стойкости в ряде сред.

Ключевое отличие ОТ4-1 от базового ОТ4 — пониженное содержание алюминия и марганца, что улучшает технологическую пластичность при холодной деформации и свариваемость. Пруток сохраняет работоспособность в интервале от –196 C до +350 C; длительная эксплуатация при температурах выше 350 C ограничена из-за снижения жаропрочности. Сплав немагнитен, обладает низкой теплопроводностью ( 8,4 Вт/(мК)) и склонностью к схватыванию при трении без смазки, что учитывают при механической обработке.

Сортамент и состояние поставки

Прутки ОТ4-1 выпускают диаметром от 6 до 150 мм в горячекатаном, кованом или холоднотянутом исполнении. Точность изготовления — повышенная (ПТ) и нормальная (НТ). Состояние поставки — отожжённый (мягкий) или без термической обработки (горячекатаный). Кривизна прутков нормируется: не более 0,5 % длины для холоднотянутых и до 1,5 % для горячекатаных. Длина — мерная, кратная мерной или немерная, обычно 1,5–6 м.

Химический состав и структура

Химический состав сплава ОТ4-1 по ГОСТ 19807-91:

• титан — основа;
• алюминий — 1,5–2,5 %;
• марганец — 0,7–1,5 %;
• железо — не более 0,30 %;
• кремний — не более 0,12 %;
• примеси (C, N, O, H) — в пределах норм ГОСТ 19807-91.

Структура после отжига — -фаза с небольшим количеством -фазы (до 10 %). Температура полиморфного превращения — 920–960 C. Рекомендуемый режим отжига — 750–800 C с охлаждением на воздухе. Упрочняющая термическая обработка (закалка + старение) для ОТ4-1 не применяется в отличие от высоколегированных (+)-сплавов; повышение прочности достигается нагартовкой при холодном волочении.

Технологические свойства

Сплав ОТ4-1 хорошо обрабатывается давлением в горячем состоянии (ковка, штамповка при 850–950 C) и удовлетворительно — резанием. Сваривается всеми видами сварки плавлением в среде аргона; сварные соединения равнопрочны основному металлу при условии защиты зоны шва от газонасыщения. Полируемость — высокая, что важно для деталей, контактирующих с агрессивными средами. Склонность к водородному охрупчиванию требует ограничения содержания водорода (не более 0,006 %) и исключения травильных операций без последующего вакуумного отжига.

Области применения

Пруток ОТ4-1 востребован там, где необходимы умеренная прочность, малая масса и стойкость к коррозии:

• авиастроение — крепёж, тяги, элементы шасси, детали планера;
• химическое машиностроение — валы насосов, штоки арматуры, фланцы реакторов;
• судостроение — детали судовых систем, работающих в морской воде;
• медицинская техника — элементы эндопротезов, хирургический инструмент;
• нефтегазовый комплекс — детали фонтанной арматуры, узлы КИП;
• общее машиностроение — втулки, оси, шпиндели, работающие при криогенных температурах.

Обрабатываемость и режимы резания

Титановый пруток ОТ4-1 обрабатывают твердосплавным инструментом (ВК8, ВК6М) на пониженных скоростях — 30–60 м/мин при точении, с обильным охлаждением. Из-за низкой теплопроводности тепло концентрируется в зоне резания, что вызывает износ кромки; рекомендуются малые подачи и глубина резания. Сверление — с обязательным выводом стружки и применением СОЖ на основе эмульсий. Шлифование — электрокорундовыми кругами с интенсивным охлаждением.

Вопросы и ответы