Титановый пруток вт14

Алан-э-Дейл       21.10.2022 г.

Маркировка титановых сплавов

Существуют две кристаллографические формы титана,  учитывающихся при маркировке:

  • Альфа-титан, в котором атомы расположены в кристаллической решетке;
  • бета-титан, в котором атомы расположены в кристаллической решетке с кубическим телом (BCC).

Чистый титан существует в форме альфа-фазы при температуре выше 883 C и в форме бета-фазы при температуре ниже 883 C.Температура аллотропического превращения альфа-титана в бета-титан называется температурой бета-трансуса. Легирующие элементы в ТС могут стабилизировать либо альфа-фазу, либо бета-фазу сплава.

Алюминий (Al), галлий (Ga), азот (N), кислород (O) стабилизируют альфа-фазу.

Молибден (Mo), ванадий (V), вольфрам (W), тантал (Ta), кремний (Si) стабилизируют вета-фазу.

Титановые сплавы подразделяются на четыре группы по фазовому составу:

  1. Коммерчески чистые и низколегированные ТС. Он состоит из зерен-фазы и дисперсных сфероидных частиц бета-фазы. Небольшие количества железа, присутствующие в сплавах, стабилизируют бета-фазу и обладает относительно низкой механической прочностью и хорошей коррозионной стойкостью.
  2. Титановые альфа сплавы состоят исключительно из альфа-фазы. Они содержат алюминий в качестве основного легирующего элемента, стабилизирующего альфа-фазу. Они имеют хорошую вязкость разрушения и сопротивление ползучести в сочетании с умеренной механической прочностью, которая сохраняется при повышенных температурах. Такие ТС легко свариваются, но их работоспособность в горячем состоянии оставляет желать лучшего.
  3. Титановые альфа-бета сплавы, содержат 4-6% стабилизаторов вета-фазы, поэтому они состоят из смеси обеих фаз. Сплавы альфа-вета подвергаются термообработке. Они имеют высокую механическую прочность и хорошую горячую форму. Сопротивление ползучести таких ТС ниже, чем у альфа-сплавов.
  4. Титановые бета-сплавы богаты вета-фазой. Они содержат значительное количество вета-фазных стабилизаторов, термически обрабатываемыедо очень высокой прочности и имеют хорошую форму в горячем состоянии. Пластичность и усталостная прочность этих ТС в условиях термообработки низкие.

Титановые сплавы обозначаются согласно их составам:

  • Ti-5Al-2.5Sn идентифицирует титановый сплав, содержащий 5% алюминия и 2,5% олова.
  • Ti-6Al-4V идентифицирует Ti-сплав, содержащий 6% алюминия и 4% ванадия.

Параллельно этой системе обозначений существуют и другие системы обозначения титановых сплавов (ASTM, IMI, военная система).

Механические характеристики

Сечение, мм σB, МПа d5, % d10 y, % кДж/м2, кДж/м2 Твёрдость по Бринеллю, МПа HRC
Листовой прокат после отжига (образцы поперек направления прокатки)
1-10.5 883-1080 ≥8
Прутки прессованные по ОСТ 1 92020-82. Отжиг. Образцы продольные
100 902-1079 ≥10 ≥30 ≥294
Поковки дисков и валов после термообработки ОСТ 1 90197-89 всех весовых категорий
≥685
Лопатки авиадвигателей изготовленные методом объемной штамповки после отжига (микрогабаритные (Мг) — площадь проекции до 20 см2, малогабаритные (М) — 20-250 см2, среднегабаритные (С) — 250-550 см2, крупногабаритные (К) — 550-1500 см 2, особокрупногабаритные (ОК) — свыше 1500 см2)
Мг, М 930-1120 ≥10 ≥30 ≥343 255-341 28-38.5
Прутки прессованные по ОСТ 1 92020-82. Отжиг. Образцы продольные
100 ≥637
Лопатки авиадвигателей изготовленные методом объемной штамповки после отжига (микрогабаритные (Мг) — площадь проекции до 20 см2, малогабаритные (М) — 20-250 см2, среднегабаритные (С) — 250-550 см2, крупногабаритные (К) — 550-1500 см 2, особокрупногабаритные (ОК) — свыше 1500 см2)
С, К, ОК 930-1120 ≥9 ≥25 ≥343 255-341 28-38.5
Лопатки авиадвигателей изготовленные методом объемной штамповки с применением высокотемпературной термомеханической обработки после старения (микрогабаритные (Мг) — площадь проекции до 20 см2, малогабаритные (М) — 20-250 см2, среднегабаритные (С) — 250-550 см2, крупногабаритные (К) — 550-1500 см 2)
Мг, М 1030-1230 ≥9 ≥27 ≥294 285-388 35-43.5
С, К 1030-1230 ≥8 ≥25 ≥294 285-388 35-43.5
Лопатки авиадвигателей изготовленные методом объемной штамповки с применением термомеханической обработки после старения (микрогабаритные (Мг) — площадь проекции до 20 см2, малогабаритные (М) — 20-250 см2, среднегабаритные (С) — 250-550 см2, крупногабаритные (К) — 550-1500 см 2)
Мг, М 930-1180 ≥10 ≥30 ≥343 255-341 28-38.5
С, К 930-1180 ≥9 ≥25 ≥343 255-341 28-38.5
Плиты в состоянии поставки по ГОСТ 23755-79. Отжиг (образцы поперечные)
11-60 880-1080 ≥6 ≥16 ≥294
60-100 835-1030 ≥6 ≥12 ≥294
Плиты по ОСТ 1 90024-94 в состоянии поставки. Образцы термообработанные (поперечные)
100-160 885-1080 ≥6 ≥12 ≥294
11-60 885-1080 ≥6 ≥16 ≥294
60-100 885-1080 ≥6 ≥12 ≥294
Поковки дисков и валов после термообработки ОСТ 1 90197-89 (образцы вырезаны в хордовом направлении; указаны вес заготовок по категориям)
≤50 930-1130 ≥10 ≥30 ≥392
50-100 930-1130 ≥10 ≥25 ≥392
100-200 900-1130 ≥9 ≥25 ≥392
Поковки и штамповки весом до 200 кг после отжига
101-250 834-1050 ≥6 ≥20 ≥294 255-341
100 903-1080 ≥10 ≥30 ≥294 255-341
Проволока сварочная травленая и дегазированная в состоянии поставки
1.6-7 ≥667 ≥12
Прутки горячекатаные закаленные и состаренные обычного качества по ГОСТ 26492-85 (образцы продольные)
10-12 ≥1080 ≥4 ≥12
12-100 ≥1080 ≥4 ≥12 ≥196
Прутки горячекатаные закаленные и состаренные повышенного качества по ГОСТ 26492-85 (образцы продольные)
10-12 ≥1080 ≥6 ≥20
12-60 ≥1080 ≥6 ≥20 ≥294
60-100 ≥1080 ≥6 ≥20 ≥245
Прутки горячекатаные отожженые обычного качества по ГОСТ 26492-85 (образцы продольные)
10-12 ≥885 ≥8 ≥20
100-150 ≥835 ≥6 ≥15 ≥245
12-100 ≥885 ≥8 ≥20 ≥245
Прутки горячекатаные отожженые повышенного качества по ГОСТ 26492-85 (образцы продольные)
10-12 905-1050 ≥10 ≥30
100-150 835-1050 ≥6 ≥20 ≥294
12-60 905-1050 ≥10 ≥30 ≥392
60-100 905-1050 ≥10 ≥25 ≥294
Прутки горячекатаные. Закалка + старение
≤100 ≥1080 ≥6 ≥20 ≥245 321-388
10-60 ≥1080 ≥6 ≥20 ≥294 321-388
Прутки горячекатаные. Отжиг
≥110 835-1050 ≥8 ≥25 ≥343 255-341
65-100 900-1050 ≥10 ≥27 ≥294 255-341
10-60 903-1050 ≥10 ≥30 ≥392 255-341
Прутки кованые квадратные и круглые после отжига
140-250 834-1050 ≥6 ≥20 ≥294 255-341
883-1050 ≥7 ≥25 ≥294 255-341

Характеристики и применение

Марка ВТ14 соответствует титановому деформируемому сплаву с высокими прочностными и антикоррозионными свойствами. По структуре кристаллической решетки эта марка титана относится к смешанному классу. Конфигурация (α + β) объединяет в себе полезные свойства других сплавов. Основными легирующими элементами для титана ВТ14 являются алюминий, молибден и ванадий. Также в его состав входит незначительное количество железа, циркония, кислорода, кремния, углерода, азота и водорода. После закалки и старения сплав ВТ14 приобретает удовлетворительную пластичность и способность к механической обработке. Он хорошо режется и сваривается, причем прочность и пластичность сварного шва соответствует основному металлу. Из него изготавливают детали, работающие в условиях высоких температур: сварные конструкции, штампосварные узлы и прочие.

Химический состав марки ВТ14 в % согласно ГОСТ 19807-91:

  • Ti (титан) 86,85-92,8;
  • Fe (железо) до 0,25;
  • C (углерод) до 0,1;
  • Si (кремний) до 0,1;
  • Mo (молибден) 2,5-3,8;
  • V (ванадий) 0,9-1,9;
  • N (азот) до 0,05;
  • Al (алюминий) 3,5-6,3;
  • Zr (цирконий) до 0,3;
  • O (кислород) до 0,15;
  • H (водород) до 0,015.

Механические свойства сплава ВТ14 при температуре 20°С:

  • предел кратковременной прочности 835-1300 МПа;
  • относительное удлинение при разрыве 4-15%;
  • относительное сужение 8-35%.

Твердость материала:

  • после отжига, штамповка — HB 10-1 = 255-341 МПа;
  • после закалки и старения, штамповка — HB 10-1 = 302-388 МПа.

Физические свойства сплава ВТ14 при температуре 20°С:

  • модуль упругости первого рода 1,1·10-5 МПа;
  • коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) 8,37 Вт/(м·град);
  • плотность 4520 кг/м³;
  • удельное электросопротивление 1600 Ом·м.

Зарубежные аналоги:

  • США — 4Al-3Mo-1V;
  • Франция — T-A4D3V.

Общая характеристика титана и его сплавов

Именно основные механические свойства титановых сплавов определяют их большое распространение

Если не уделять внимание химическому составу, то все титановые сплавы можно охарактеризовать следующим образом:

  1. Высокая коррозионная стойкость. Недостатком большинства металлов можно назвать то, что при воздействии высокой влажности на поверхности образуется коррозия, которая не только ухудшает внешний вид материала, но и снижает его основные эксплуатационные качества. Титан менее восприимчив к воздействию влажности, чем железо.
  2. Хладостойкость. Слишком низкая температура становится причиной того, что механические свойства титановых сплавов существенно снижаются. Часто можно встретить ситуацию, когда эксплуатация при отрицательных температурах становится причиной существенного повышения хрупкости. Титан довольно часто применяется при изготовлении космических кораблей.
  3. Титан и титановые сплавы имеют относительно низкую плотность, что существенно снижает вес. Легкие металлы получили широкое применение в самых различных отраслях промышленности, к примеру, в авиастроении, строительстве небоскребов и так далее.
  4. Высокая удельная прочность и низкая плотность – характеристики, которые довольно редко сочетаются. Однако именно за счет подобного сочетания титановые сплавы сегодня получили самое широкое распространение.
  5. Технологичность при обработке давлением определяет то, что сплав применяется часто в качестве заготовки при прессовании или другом виде обработки.
  6. Отсутствие реакции на воздействие магнитного поля также назовем причиной, по которой рассматриваемые сплавы получили широкое применение. Часто можно встретить ситуацию, когда проводится производство конструкций, при работе которых образуется магнитное поле. Применение титана позволяет исключить вероятность возникновения связи.

Эти основные преимущества титановых сплавов определили их достаточно большое распространение. Однако, как ранее было отмечено, многое зависит от конкретного химического состава. Примером можно назвать то, что твердость изменяется в зависимости от того, какие именно вещества применяются при легировании.

Ассортимент титана ВТ14

Компания МетПромСтар предлагает купить сортовой и плоский прокат из деформируемого титанового сплава ВТ14. Реализуемая продукция обладает высоким качеством, о чем свидетельствуют сертификаты от производителей. Наши менеджеры помогут выбрать нужные изделия и оформить заказ, проведут все необходимые консультации. Мы гарантируем своим покупателям комфортный сервис полного цикла, удобные формы оплаты, низкие цены и гибкую систему скидок. Доставка металлопроката собственным автотранспортом по Москве и области, а также по всей России с помощью ведущих транспортных компаний.

Круг титановый ВТ14 Диаметр 20-25 мм, г/к, обточенный, цена от 1 900 руб./кг
Плита титановая ВТ14 Толщина 25 мм, цена от 2 200 руб./кг

Типоразмеры и стоимость товара марки ВТ14 постоянно обновляются, поэтому обращайтесь к нашим менеджерам, чтобы быстро и правильно оформить свой заказ.

ВТ22

Сплав ВТ22

Сплав ВТ22 (a + b)-класса относится к сильнолегированным высокопрочным сплавам системы Ti—Al—Mo—V—Fe—Cr. По содержанию b-стабилизирующих элементов сплав 1ГГ22 близок ко второй критической концентрации (К* ~ 1,0). Структура и свойства сплава ВТ22 сильно зависят от колебания химического состава в пределах, установленных техническими условиями. В зависимости от содержания легирующих элементов его структура после закалки из b -области может быть представлена или одной b-фазой, или b-фазой и мартенситом. Таким образом, по структуре в закаленном состоянии — это сплав переходного класса.

Сплав обладает хорошей технологической пластичностью при горячей обработке давлением. Из него получают прутки, профили, трубы, поковки, штамповки, плиты. Сплав удовлетворительно сваривается сваркой плавлением, аргонодуговой сваркой, сваркой под флюсом, роликовой и точечной сваркой. После сварки необходимо проводить отжиг для повышения комплекса механических свойств сварного соединения. 

Сплав ВТ22 применяют в отожженном и термически упрочненном состояниях. Структура отожженного сплава ВТ22 представлена примерно равными количествами а- и b-фаз, и поэтому он относится к самым прочным титановым сплавам в отожженном состоянии. Его прочностные свойства в отожженном состоянии такие же, как у сплавов ВТ6, ВТЗ-1, ВТ14 после закалки и старения. Это открывает новые возможности использования титановых сплавов в крупногабаритных изделиях, когда упрочняющая термическая обработка затруднена. Из сплава ВТ22 могут быть изготовлены поковки и штамповки массой в несколько тонн. 

Для обеспечения наилучшего сочетания прочностных и пластических характеристик сплав ВТ22 подвергают отжигу по довольно сложному режиму: нагрев при 820—850 °С в течение 1—3 ч, охлаждение с печью до 740—760 °С, выдержка 1—3 ч, далее охлаждение на воздухе и последующий нагрев до 500—650 °С в течение 2—4 ч. .Дополнительное упрочнение сплава ВТ22 может быть достигнуто закалкой с температур 720—780 °С и старением при 480—600 °С в течение 4—10 ч. Временные сопротивление разрыву закаленного сплава составляет 1000—1100 МПа при удлинении 10—15 %, а соста­ренного — 1300—1600 МПа при удлинении 5—10 %.

Применение

Сплав предназначен для получения высоконагруженных деталей и конструкций, длительно работающих до температур 350—400 °С. Из него изготавливают силовые детали фюзеляжа, крыла, штамповки, детали системы управления, крепежные детали типа ушковых болтов.

Химический состав ВТ22
Fe C Si Cr Mo V N Ti Al Zr O H
0.5 — 1.5 до   0.1 до   0.15 0.5 — 1.5 4 — 5.5 4 — 5.5 до   0.05 79.4 — 86.3 4.4 — 5.7 до   0.3 до   0.18 до   0.015

ГОСТ   19807 — 91

Поставка титанового проката

Наша компания принимает заказы на производство титановых слитков, титановых прутков, титановых труб, титановых листов и плит ититановой проволоки марок ВТ1-0, ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5-1, ВТ5, ВТ6, ВТ6С, ВТЗ-1, ВТ8, ВТ9, ВТ14, ВТ15, ВТ16, ВТ18 ВТ18У, ВТ20,ВТ22, ВТ-23, ВТ25, ПТ1М, Сплав 2В, ПТ3В, ПТ-7М, сплавы 14, 19, 27, 37, сплав 5В, сплав ТС5, ТС6, сплав АТ3, АТ6 и из других титановых сплавов.

  • Титановый лист
  • Титановая лента
  • Титановый круг
  • Титановая проволока
  • Титановая труба
  • Титановые метизы

Титан и титановые сплавы деформируемые (по ГОСТ 19807-91)

Стандарт устанавливает марки титана и титановых сплавов деформируемых, предназначенных для изготовления полуфабрикатов, а также слябов. 

В табл. 118 приведены свойства сплавов в отожженном состоянии при температуре 20 °С.

118. Свойства некоторых титановых сплавов

Свойства* ВТ1-0 ВТ1-00 ВТЗ-1 ВТ5
Плотность, г/см3 4,52 4,52 4,50 4,40
Временное сопротивление σв, Н/мм² 390 — 540 200 — 390 930 -1180 690 — 930
Предел, Н/мм²:
     прочности при срезе 650 650
     выносливости 470 440
     пропорциональности 690 — 830 490 — 780
     текучести 340 240 830 — 1080 590 — 830
Твердость НВ 130 — 180 130 — 190 260 — 340 269
Относительное удлинение, % 20 25 10 — 16 10 — 15
Относительное сужение, % 25 — 40 30 — 45
Ударная вязкость, кДж/м2 300 — 600 300 — 600
Модуль упругости, Н/мм² 115 000 105 000
Модуль сдвига, Н/мм² 43 000 42 500
Коэффициент Пуассона 0,3 0,3
Коэффициент линейного расширения, 1/°С 8,6·10-6
Теплопроводность, Вт / (м•К) 7,98 7,56

*Свойство сплавов в отоженном состоянии

119. Марки и химический состав титановых сплавов*, % (по ГОСТ 19807-91)

Марка титана или титанового сплава Al Mg Mo V Zr Cr Si Fe Примеси, не более
ВТ1-00 До 0,30 0,08 0,15 0,298
ВТ1-0 До 0,70 0,10 0,25 0,640
BT1-2 0,15 1,5 0,860
ОТ4-0 0,4-1,4 0,5-1,3 0,30 0,12 0,30 0,567
ОТ4-1 1,5-2,5 0,7-2,0 0,30 0,12 0,30 0,567
ОТ4 3,5-5,0 0,8-2,0 0,30 0,12 0,30 0,567
ВТ5 4,5-6,2 0,8*** 1,2 0,30 0,12 0,30 0,665
ВТ5-1** 4,3-6,0 1,0 0,30 0,12 0,30 0,615
ВТ6 5,3-6,8 3,5-5,3 0,30 0,10 0,60 0,665
ВТ6с 5,3-6,5 3,5-4,5 0,30 0,15 0,25 0,605
ВТЗ-1 5,5-7,0 2,0-3,0 0,50 0,8-2,0 0,15-0,40 0,2-0,7 0,570
ВТ8 5,8-7,0 3,5-4,5 0,50 0,20-0,30 0,40 0,615
ВТ9 5,8-7,0 2,8-3,8 1,0-2,0 0,20-0,35 0,25 0,570
ВТ14 3,5-6,3 2,5-3,8 0,9-1.9 0,30 0,15 0,25 0,570
ВТ20 5,5-7,0 0,5-2,0 0,8-2,5 1,5-2,5 0,15 0,25 0,570
ВТ22 4,4-5,9 4,0-5,5 4,0-5,5 0,30 0,5-2,0 0,15 0,5 -1,5 0,600
ПТ-7М 1,8-2,5 2,0-3,0 0,12 0,25 0,596
ПТ-3В 3,5-5,0 1,2-2,5 0,30 0,12 0,25 0,596
АТ3 2,0-3,5 0,2-0,5 0,2-0,4 0,2-0,5 0,608

* Титан —  основа.

** Олово 2,0 — 3,0 %.

*** Содержание элементов максимальное, если не приведены приделы

Примечания:

  1. В плоском прокате из сплава ВТ14 толщиной до 10 мм содержание алюминия должно быть 3,5 — 4,5 %, а в остальных видах полуфабрикатов — 4,5 — 6,3 %.
  2. В сплаве ВТЗ-1, применяемом дпя штамповок лопаток и лопаточной заготовки, содержание алюминия должно быть не более 6,8  %.

Стандарты

Название Код Стандарты
Цветные металлы, включая редкие, и их сплавы В51 ГОСТ 19807-91, ОСТ 1 90000-70, ОСТ 1 90013-81, ОСТ 4.021.009-92, TУ 1715-012-07510017-99, TУ 1-5-226-89, TУ 1-83-39-79
Трубы стальные и соединительные части к ним В62 ГОСТ 21945-76, ГОСТ 22897-86
Листы и полосы В53 ГОСТ 22178-76, ГОСТ 23755-79, ОСТ 1 90218-76, ОСТ 1 90145-74, ОСТ 1 90024-94, ОСТ 4.021.051-92, TУ 1-5-093-77, TУ 1-5-111-73, TУ 1-5-362-84
Трубы из цветных металлов и сплавов В64 ГОСТ 24890-81, ОСТ 1 90050-72, ОСТ 1 90051-79, ОСТ 1 90065-72, ОСТ 1 90050-92, TУ 1-5-092-91, TУ 1-5-101-91, TУ 1825-544-07510017-2004
Прутки В55 ГОСТ 26492-85, ОСТ 1 92020-82, ОСТ 1 90266-86, ОСТ 1 90173-75, ОСТ 1 90107-73, ОСТ 1 90006-86, ОСТ 4.021.025-92, ОСТ 4.021.026-92, TУ 1-5-063-85
Ленты В54 ОСТ 1 90027-71, TУ 1-5-057-81
Сортовой и фасонный прокат В52 ОСТ 1 92039-75, ОСТ 1 92051-76
Сварка и резка металлов. Пайка, клепка В05 ОСТ 95 10441-2002, TУ 1-9-77-85
Обработка металлов давлением. Поковки В03 СТ ЦКБА 010-2004
Арматура и соединения трубопроводов Г18 СТ ЦКБА 083-2010

Общая характеристика свойств титана и его сплавов

Атомный вес Ti составляет 47.88. Он является упруго жестким,  около 115 ГПа модуля Юнга, прочным, легким, устойчивым к коррозионным процессам. Ti и титановые сплавы обладают пределом прочности на разрыв в диапазоне 210-1380 МПа, что приближается к пределу прочности, характерному для многих сложных сталей.

Он имеет чрезвычайно низкую плотность примерно 60.0% от плотности Fe. Его можно упрочнить путем легирования растворенным веществом. Ti немагнитен и обладает отличными теплообменными способностями. Одним из его важных свойств титановых сплавов — высокая Т плавления – 1725.0 C, то есть почти на 200 C больше, чем у стали, и на 1000 C – чем у Al.

Ti пассивирован, и, следовательно, его сплавы имеют высокую степень устойчивости к воздействию большинства минеральных кислот. Он нетоксичен и совместим с биологическими тканями и минералами. Превосходная коррозионная устойчивость и биосовместимость совместно с превосходной прочностью сделали их полезными для химической промышленности и биоматериалов.  Ti не является хорошим проводником электротока. Если проводимость Cu принять за 100.0%, то у Ti будет  только 3.1%, из этого следует, что он довольно хороший резистор.

Слиток титана

Химический состав

Стандарт C Si Fe N Al V Ti Mo O Zr H
ОСТ 1 90013-81 ≤0.1 ≤0.15 ≤0.25 ≤0.05 1.8-3.8 4-5 Остаток 4.5-5.5 ≤0.15 ≤0.3 ≤0.015

Ti — основа.
По ОСТ 1 90013-81 суммарное содержание прочих примесей ≤ 0,30 %. Допускается частичная замена молибдена вольфрамом в количестве не более 0,30 %. Суммарное содержание молибдена и вольфрама не должно превышать норм, предусмотренных таблицей для молибдена. Допускается суммарное содержание меди и никеля в количестве не более 0,10 %, в том числе никеля не более 0,080 %. Допускается суммарное содержание хрома и марганца в количестве не более 0,15 %. В полуфабрикатах из сплава ВТ16, предназначенных для изготовления крепежных изделий (кроме заклепок) содержание алюминия должно быть 2,20-3,80 %, а в остальных видах полуфабрикатов 1,80-3,40 %. Назначение сплава для заклепок оговаривается в заказе.
По ОСТ 1 90202-75 содержание алюминия должно быть в пределах 2,20-3,80 %, а содержание водорода ≤ 0,012 %.

Описание

Титан ВТ1−0 применяется: для изготовления полуфабрикатов (листов, лент, фольги, полос, плит, прутков, профилей, труб, поковок и штампованных заготовок) методом деформации, а также слитков; расходуемых электродов вакуумно-дугового переплава, используемых в качестве шихты при изготовлении фасонного литья; сварных прямошовных труб для технологических трубопроводов, работающих при условном давлении PN (Ру) не более 10 МПа и температурах среды не более 300 °C; изделий с высокой прочностью при достаточной пластичности и вязкости, высоким сопротивлением малым пластическим деформациям, хрупкому и усталостному разрушению, применяемых в машиностроении, приборостроении и инструментальной промышленности, изделий криогенной техники; сварных конструкций и соединений оборудования, работающего в условиях радиационного воздействия; катодов матриц электролизных ванн; сильфонов, предназначенных для работы в качестве разделителей сред, элементов уплотнения, упругих элементов, а также элементов силового узла (привода) в средах, не вызывающих коррозии материала, при температуре от минус 50 °C до плюс 200 °C.

Примечание

Материал малой прочности, причем титан ВТ1−0, содержащий больще примесей чем ВТ1−00, отличается большей прочностью и меньшей пластичностью. Прочностные свойства титана могут быть повышены нагартовкой, но при этом сильно снижаются пластические свойства. Снижение характеристик пластичности выражено сильнее, чем повышение характеристик прочности, так что нагартовка не самый лучший способ улучшения комплекса свойств титана. К недостаткам титана следует отнести высокую склонность к водородной хрупкости, в связи с чем содержание водорода не должно превышать 0,01% в титане ВТ1−0.

Нюансы термообработки титановых сплавов

В настоящее время из-за растущего спроса на титан и его сплавы с улучшенными физическими и химическими свойствами многие исследователи проявляют большой интерес к улучшению процессов обработки под воздействием температуры для получения новых видов сплавов.

ТС подвергаются термообработке для достижения следующего:

  1. Снятие напряжения, чтобы уменьшить остаточные явления, возникающие в процессе изготовления.
  2. Отжиг для достижения оптимального сочетания пластичности, обрабатываемости, стабильности размеров и структурной устойчивости.
  3. Обработка раствора и старение, для увеличения прочности.

Комбинации процессов используются для оптимизации свойств и получения других преимуществ, таких как:

  • Вязкости разрушения;
  • предела выносливости;
  • высокой температуры ползучести;
  • стойкости к преимущественному химическому воздействию;
  • предотвращение искажения;
  • подготовки ковки для последующих операций формования и изготовления.

Термическая обработка титановых сплавов ее типы:

  1. Снятие напряжения. С ТС снимается стресс, без отрицательного влияния на прочность или пластичность. Процесс ковки происходит при температуре от 595 до 705 C в течение до двух часов с последующим воздушным охлаждением. Это уменьшает нежелательные остаточные напряжения, которые могут возникнуть в процессе ковки.
  2. Отжиг, который обычноприменяется для ковки заготовок, не является полным отжигом и может оставить следы холодной или теплой обработки. Дуплексный и триплексный отжиг используются для улучшения сопротивления ползучести и вязкости разрушения.
  3. Обработка раствора и старение. Этот процесс состоит из нагрева сплава до определенной температуры, закалки с контролируемой скоростью в масле, воздухе или воде и старении. Выдержка состоит из повторного нагревания до температуры от 425 до 650 C в течение примерно двух часов. Этот процесс развивает более сильные стороны, чем другие.

Таким образом, Ti -сплавы обладают огромным потенциалом для выбора дизайнером «материала будущего» из-за его уникального сочетания металлургических свойств, таких как высокое отношение прочности к весу в диапазоне температур от минус до 540 C. В этом отношении его базовые сплавы превосходят все обычные конструкционные материалы, что позволяет применять их в самых важных процессах.

Химические сплавы

Интерметаллические (химические) титановые сплавы основаны на так называемой интерметаллической фазе. Технический интерес представляют TiAl, Ti3Al, Al3Ti и Ti2AlNb. Свойства интерметаллидов находятся между керамикой и металлами. TiAl – жаропрочные титановые сплавы, демонстрируют превосходные свойства, такие как жаропрочность, стойкость к окислению и ползучести, низкую плотность и высокую усталостную прочность. При этом TiAl демонстрирует низкую пластичность. Это необходимо учитывать при проектировании компонентов, и это является основным препятствием для широкого использования во многих приложениях.

ТС используется для выпуска поковки, заготовки, пластины и листы из TiAl. Также доступны сложные отливки, потому что он применяется для некоторых высокотемпературных компонентов практически чистой формы. TiAl представляет интерес для таких применений, как лопасти реактивного двигателя, колеса компрессора для турбонагнетателей, автомобильных клапанов и другие жаростойких компонентов. Для высокотемпературного применения, требующего небольшого веса, это хорошая альтернатива суперсплавам до 850 C.

Техника сварки

Надежная зашита зоны нагрева при механизированной сварке титана плавящимся электродом в инертных газах сопряжена с рядом трудностей. Поэтому сварку этим способом в большинстве случаев ведут в камерах с контролируемой атмосферой.

Целесообразно применять импульсно-дуговой метод, что обеспечивает возможность сварки в монтажных условиях, повышает производительность по сравнению с ручной сваркой неплавящимся электродом при одновременном снижении погонной энергии в 2-2,5 раза.

Ориентировочные режимы сварки титана и его сплавов

Вид соединения

Размер, мм

Процесс сварки

Газ

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В Скорость сварки, м/ч Диаметр электрода, мм Вылет электрода, мм Расход газа, л/мин

S

b

3
3
6

0+0,5

ИДС
КР
СТР

Не
Не+Ar
Не+Ar

150-200
200-220
300-330

30-34
20-25
22-27

20
25
20

1,2-1,5
1,5
2

10-12
15-20
18-25

18-20

35-40

35-40

6-8

0+1

СТР

Ar
Не

320-380
320-360

29-31
38-40

22-25
20-25

2
2

20-25
20-25

50-100

100-200

15-20

0+1

СТР

Ar
Не

600-800
600-700

31-34
44-48

18-20
18-20

3-4
3

20-35
20-30

70-120
100-200

3-6
6-10

0+0,50+1

ИДС
СТР

Не
Ar

90-250
500-550

30-36
29-31

18-25
30-40

1,2-1,5
2-3

10-20
20-30

20-30
50-100

12-16

0+1

СТР

Ar

500-560

29-32

30-35

3

25-35

40-80

В ряде случаев сварка титана и его сплавов выполняется в вакууме. Преимущество этого способа заключается в обеспечении высокой чистоты металла шва. В нем не остается примесей — газов и неметаллических включений.

Техника и режимы сварки должны обеспечивать устойчивое горение дуги с минимальным разбрызгиванием, что достигается при струйном переносе электродного металла Этот процесс осуществляется при определенном соотношении сварочного тока напряжения на дуге, скорости подачи электродной проволоки и вылета электрода.

Производство титана и его сплавов

Титан производится с использованием процесса Kroll. Основные стадии включают извлечение, очистку, производство губки, создание сплава, а также формование. В начале выплавки производитель получает титановые концентраты с рудников. Хотя рутил можно использовать в его естественной форме, ильменит обрабатывают для удаления железа, чтобы он содержал не менее 85% диоксида титана. Эти материалы помещаются в реактор с псевдоожиженным слоем вместе с газообразным хлором и углеродом. Материал нагревают до 900 C, и последующая химическая реакция приводит к образованию нечистого тетрахлорида титана (TiCl4) и оксида углерода. Далее различные нежелательные хлориды металлов, которые образуются, должны быть удалены.

Прореагировавший металл помещается в большие дистилляционные емкости и нагревается. На этом этапе примеси отделяются с помощью фракционной перегонки и осаждения. На этом этапе удаляются хлориды металлов, в том числе железо, ванадий, цирконий, кремний и магний.

Очищенный тетрахлорид титана переносится в виде жидкости в реакторную емкость из нержавеющей стали. Затем добавляют магний, и контейнер нагревают до температуры около 1100 C. Аргон закачивается в емкость для удаления воздуха и предотвращает загрязнение сплава кислородом или азотом. Магний реагирует с хлором с образованием жидкого хлорида магния. Это оставляет твердое титановое твердое вещество, так как температура плавления титана выше, чем в реакции.

Твердое титановое вещество удаляют из реактора путем бурения, а затем обрабатывают водой и соляной кислотой для удаления избытка магния. Полученное твердое вещество представляет собой пористый металл, называемый губкой. Чистая титановая губка может быть преобразована в пригодный для использования сплав с помощью дуговой печи с расходуемым электродом. В этот момент губка смешивается с различными добавками сплава. Точное соотношение материала губки к сплаву формулируется в лаборатории до производства. Затем эту массу прессуют в компакты и сваривают вместе, образуя губчатый электрод.

Губчатый электрод помещают в вакуумно-дуговую печь для плавления. В этом охлаждаемом водой медном контейнере электрическая дуга используется для плавления губчатого электрода с образованием слитка. Весь воздух в контейнере либо удаляется (образуя вакуум), либо атмосфера заполняется аргоном для предотвращения загрязнения.

После изготовления слитка его вынимают из печи и проверяют на наличие дефектов. Поверхность может быть кондиционирована по требованию заказчика. Затем слиток отправляется покупателю готовой продукции, где он может быть измельчен и изготовлен в различные продукты.

Производство титана

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.