Заготовка из титана ВТ8 в Минске

Заготовка из титана ВТ8: технические характеристики и применение

Заготовка из титана ВТ8 — это полуфабрикат из двухфазного (+)-титанового сплава, легированного алюминием, молибденом и кремнием. Материал относится к классу высокопрочных жаропрочных титановых сплавов мартенситного типа и предназначен для изготовления деталей, эксплуатируемых при повышенных температурах. В отличие от технического титана ВТ1-0, сплав ВТ8 сохраняет механические свойства при нагреве до 500 C, что определяет его использование в узлах газотурбинных двигателей и компрессорного оборудования.

Химический состав и структура сплава ВТ8

Сплав ВТ8 легирован в следующих диапазонах: алюминий — 5,8–7,0 %, молибден — 2,8–3,8 %, кремний — 0,2–0,4 %. Остальное — титан с допустимыми примесями железа, циркония и кислорода. Алюминий упрочняет -фазу, молибден стабилизирует -фазу и повышает прокаливаемость, кремний формирует дисперсные силициды, которые тормозят ползучесть при нагреве. После двойного отжига при 950–980 C структура представляет собой равноосную -фазу с межпластиночной -составляющей, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности и пластичности.

Механические свойства заготовок ВТ8

Механические характеристики заготовок из ВТ8 нормируются для продольного и поперечного направления волокна. Предел прочности при комнатной температуре составляет 950–1150 МПа, предел текучести — не менее 850 МПа, относительное удлинение — 8–12 %. При нагреве до 450 C предел прочности снижается до 650–750 МПа, однако материал сохраняет сопротивление ползучести: при напряжении 200 МПа и температуре 500 C остаточная деформация за 100 ч не превышает 0,2 %. Ударная вязкость KCU — 30–40 Дж/см.

Номенклатура заготовок и способы получения

Заготовки из ВТ8 поставляются в нескольких исполнениях, выбор которых зависит от последующего передела и габаритов детали:

• Кованые прутки диаметром 20–200 мм — для валов, дисков и крепежа, работающего при нагреве;
• Штампованные поковки массой до 500 кг — для лопаток компрессора и дисков турбины;
• Горячекатаные плиты толщиной 10–120 мм — для фланцев и корпусных элементов;
• Трубные заготовки с толщиной стенки 5–40 мм — для воздуховодов и коллекторов;
• Кольцевые заготовки диаметром до 1000 мм — для корпусов подшипников и переходников.

Деформируемые полуфабрикаты изготавливают методом горячей ковки или штамповки при 1000–1150 C с последующей нормализацией. Для ответственных деталей применяется изотермическая штамповка, которая обеспечивает однородность структуры по сечению. Механическая обработка заготовок ВТ8 затруднена из-за низкой теплопроводности сплава (в 4–5 раз ниже, чем у стали), поэтому требуется обильное охлаждение и применение твердосплавного инструмента с геометрией, исключающей наклеп.

Применение заготовок ВТ8 в промышленности

Основной потребитель заготовок ВТ8 — авиадвигателестроение. Из сплава изготавливают диски и лопатки компрессора высокого давления, рабочие колеса и валы газотурбинных установок, эксплуатируемые при 400–500 C. В энергетическом машиностроении материал применяется для лопаток паровых турбин и элементов парогазовых установок. В химической промышленности ВТ8 используется для изготовления арматуры и фланцевых соединений, работающих в средах с повышенной температурой и агрессивными реагентами, где коррозионная стойкость титана сочетается с жаропрочностью.

Сплав ВТ8 сваривается ограниченно: аргонодуговая сварка допустима для деталей, работающих при температуре не выше 400 C, при этом прочность сварного шва составляет 80–90 % от основного металла. Для ответственных узлов предпочтительно соединение через промежуточные элементы из технического титана или механическое крепление. Паяные соединения применяются при сборке сотовых уплотнений и тонкостенных оболочек.

Вопросы и ответы