Титановый слиток ВТ6С в Минске

Титановый слиток ВТ6С — деформируемый сплав для ответственных заготовок

Титановый слиток ВТ6С — полуфабрикат из двухфазного титанового сплава системы Ti–Al–V, предназначенный для последующей пластической деформации в сортовой прокат, поковки, штамповки и плиты. Марка ВТ6С относится к жаропрочным и высокопрочным сплавам с умеренным содержанием алюминия и ванадия, что обеспечивает сбалансированное сочетание прочностных характеристик и технологической пластичности при горячей обработке давлением.

Химический состав слитков ВТ6С регламентируется ГОСТ 19807 и отраслевыми техническими условиями. Массовая доля алюминия составляет 5,3–6,8 %, ванадия — 3,5–5,3 %. Содержание примесей ограничено: железо — не более 0,30 %, кремний — не более 0,15 %, кислород — не более 0,20 %, азот — не более 0,05 %, водород — не более 0,015 %. Контроль состава выполняется по всей высоте слитка для исключения ликвационной неоднородности.

Металлургические особенности производства

Слитки ВТ6С изготавливаются методом вакуумно-дугового переплава (ВДП) с двукратным или трехкратным переплавом для достижения равномерной мелкозернистой структуры. Применение многократного переплава обеспечивает низкое содержание газовых примесей и неметаллических включений, что критично для последующей деформации и эксплуатации изделий в условиях знакопеременных нагрузок.

Структура слитка после кристаллизации — крупнозернистая, с -превращением при температуре 950–1000 C. Для гомогенизации состава и снятия внутренних напряжений слитки подвергаются отжигу при температурах 1050–1150 C с выдержкой в течение 8–20 часов в зависимости от сечения. После гомогенизации слиток передается на ковку или прессование с нагревом в интервале температур 950–1150 C.

Механические свойства и эксплуатационные параметры

Механические характеристики деформированных полуфабрикатов из ВТ6С определяются после термической обработки — отжига или закалки с искусственным старением. В отожженном состоянии сплав демонстрирует предел прочности на уровне 880–980 МПа, предел текучести — 830–910 МПа, относительное удлинение — 10–14 %, ударную вязкость — не менее 40 Дж/см. После закалки и старения прочность возрастает до 1080–1180 МПа при сохранении приемлемой пластичности.

Рабочие температуры эксплуатации изделий из ВТ6С составляют от –196 C до +450 C. Сплав сохраняет устойчивость к ползучести при длительном нагружении до 400 C, что позволяет применять его в горячих трактах газотурбинных двигателей и компрессорного оборудования.

Геометрические параметры и требования к поверхности

Слитки ВТ6С поставляются круглого или квадратного сечения с диаметром стороны от 400 до 800 мм. Допуск на геометрические размеры устанавливается в пределах 5 мм по сечению. Масса слитка варьируется от 1 до 5 тонн в зависимости от технологических возможностей плавильного оборудования и требований заказчика.

Поверхность слитков должна быть очищена от усадочной раковины, прибыльной части и поверхностных дефектов методом механической обработки или обточки. Допускается наличие локальных зачисток глубиной не более 5 мм при условии сохранения номинального сечения после последующей деформации. Контроль поверхности выполняется визуально и методом цветной дефектоскопии на выборочных участках.

Применение слитков ВТ6С

Слитки ВТ6С являются исходным материалом для производства широкой номенклатуры деформированных полуфабрикатов, используемых в следующих отраслях:

• авиастроение — диски и лопатки компрессора газотурбинных двигателей, силовые элементы планера;
• ракетно-космическая техника — баки высокого давления, шпангоуты, переходные отсеки;
• судостроение — гребные винты, валы, корпусные конструкции глубоководных аппаратов;
• химическое машиностроение — теплообменники, реакторы, трубопроводная арматура для агрессивных сред;
• энергетика — крепежные элементы и корпусные детали паровых турбин;
• медицинская промышленность — заготовки для эндопротезов и имплантатов.

Выбор слитков ВТ6С в качестве исходной заготовки обусловлен сочетанием высокой удельной прочности, коррозионной стойкости в морской воде и агрессивных химических средах, а также стабильностью механических свойств в интервале температур от криогенных до 450 C. Сплав хорошо сваривается аргонодуговой сваркой и электронно-лучевой сваркой, что расширяет возможности изготовления сварно-кованых конструкций.

Контроль качества и приемка

Каждая партия слитков ВТ6С сопровождается сертификатом качества с указанием фактического химического состава, результатов ультразвукового контроля сплошности и данных о режимах термической обработки. Ультразвуковой контроль проводится по всей поверхности слитка на наличие внутренних дефектов — трещин, расслоений, газовых пузырей и ликвационных скоплений. Допустимый уровень дефектности устанавливается по классу сплошности не ниже 1 по отраслевой методике.

При приемке проверяется твердость по Бринеллю на торцевых поверхностях, которая для слитков ВТ6С в состоянии поставки составляет 255–341 HB. Дополнительно контролируется макроструктура на темплетах, вырезанных от прибыльной и донной части слитка. Размер зерна после гомогенизации не должен превышать 3 балла по шкале ГОСТ 5639.

Вопросы и ответы