Промислові титанові сплави

Титанові сплави порівняно з технічним титаном мають більш високу міцність, у тому числі і при високих температурах, зберігаючи при цьому досить високу пластичність і корозійну стійкість.

За технологією виготовлення титанові сплави підрозділяються на деформируемые та ливарні; за рівнем механічних властивостей - на сплави невисокою підвищеної міцності і пластичності, середньої міцності, високоміцні; за умовами застосування - на хладостойкие, жароміцні, корозійностійкі. По здатності упрочняться термообробкою вони діляться на упрочняемые і неупрочняемые.

Ливарні титанові сплави. Порівняно з деформируемыми ливарні сплави мають меншу міцність, пластичність і витривалість, але дешевше. Складність лиття титанових сплавів обумовлена активним взаємодією титану з газами і формувальними матеріалами. Ливарні сплави ВТ5Л, ВТ14Л і ВТЗ-1Л за складом в основному збігаються з аналогічними деформируемыми сплавами (у той же час сплав ВТ14Л додатково містить залізо і хром).

Високими технологічними властивостями володіє сплав ВТ5Л: він пластичний, не схильний до утворення тріщин при лиття, добре зварюється. Фасонні відлиття зі сплаву ВТ5Л працюють при температурах до 400 °C. Недоліком сплаву є його невисока міцність (800 МПа). двофазний ливарний сплав ВТ14Л піддають відпалу при 850 °C замість зміцнюючої термічної обробки, різко знижує пластичність виливків.

Титанові сплави деформовані

Титанові сплави невисокою підвищеної міцності і пластичності

До цієї групи відносяться сплави з межею міцності s < 700 МПа, а саме: a-сплави марок ВТ1-00, ВТ1-0 (технічний титан) та сплави ОТ4-0, ОТ4-1 (система Ti-Al-Mn), АТ3 (система Ti-Al c невеликими добавками Cr, Fe, Si, B), що відносяться до псевдо-a-сплави з невеликою кількістю b-фази. Характеристики міцності цих сплавів вище, ніж чистого титану завдяки домішок у сплавах ВТ1-00 і ВТ1-0 і незначного легування a і b-стабілізаторами в сплавах ОТ4-0, ОТ4-1, АТ3.

Ці сплави відрізняються високою пластичністю як у гарячому і холодному стані, що дозволяє отримувати всі види напівфабрикатів: фольгу, стрічку, листи, плити, кування, штампування,

Зазначені сплави добре зварюються зварювання плавленням (зварка під флюсом, электрошлаковая) і контактної (точкова, роликовий). При зварювання плавленням міцність і пластичність зварного з'єднання практично аналогічні основного металу.

Корозійна стійкість даних сплавів висока у багатьох середовищах (морська вода, хлориди, луги, органічні кислоти і т. п.), крім розчинів HF, H2SO4, HCl і деяких інших.

Застосування. Ці сплави широко застосовуються як конструкційні матеріали для виготовлення практично всіх видів напівфабрикатів, деталей і конструкцій, включаючи зварні. Найбільш ефективно їх застосування в авіаційно-космічній техніці, в хімічному машинобудуванні, в криогенній техніці (табл. 17.9.), а також у вузлах та конструкціях, що працюють при температурах до 300-350 ° С.

Титанові сплави середньої міцності

До цієї групи відносяться сплави з межею міцності s = 750-1000 МПа, а саме: a-спла-ви марок ВТ5 і ВТ5-1; псевдо-a-сплави марок ОТ4, ВТ20; (a + b)- сплави марок ПТ3В, а також ВТ6, ВТ6С, ВТ14 в отожженном стані.

Сплави ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТ20, ПТ3В, ВТ6С, що містять невелику кількість b-фази (2-7% b-фази в рівноважному стані), зміцнюючої термообробці не піддаються і використовуються в отожженном стані. Сплав ВТ6С іноді застосовують термічно зміцненим стані. Сплави ВТ6 і ВТ14 використовують як в отожженном, так і в термічно зміцненим стані. В останньому випадку їх міцність стає вище 1000 МПа, і вони будуть розглянуті в розділі, присвяченому високоміцних сплавів.

Ці сплави, разом з підвищеною міцністю, зберігають задовільну пластичність в холодному стані і гарну пластичність у гарячому стані, що дозволяє одержувати з них всі види напівфабрикатів: листи, стрічку, профілі, кування, штампування, труби та ін. Виняток становить сплав ВТ5, з якого аркуші й плити не виготовляють із-за невисокою технологічної пластичності.

Всі среднепрочные сплави добре зварюються всіма видами зварювання, застосовуваними для титану. Міцність і пластичність зварного з'єднання, виконаного зварювання плавленням, близька до міцності і пластичності основного металу (для сплавів ВТ20 і ВТ6С це співвідношення становить 0,9-0,95).

Оброблюваність різанням цих сплавів гарна. Корозійна стійкість до більшості агресивних середовищ аналогічна технічному титану ВТ1-0.

Застосування. Дані сплави рекомендується застосовувати для виготовлення виробів листової штампуванням (ОТ4, ВТ20), для зварних деталей і вузлів, для штампозварних деталей (ВТ5, ВТ5-1, ВТ6С, ВТ20) та ін. Сплав ВТ6С широко застосовується для виготовлення судин і ємностей високого тиску. Деталі й вузли з сплавів ОТ4, ВТ5 можуть довго працювати при температурах до 400 ° С і короткочасно - до 750 ° С; з сплавів ВТ5-1, ВТ20 - тривало при температурах до 450-500 ° С і короткочасно - до 800-850 ° С. Сплави ВТ5-1, ОТ4, ВТ6С також рекомендуються для застосування в холодильній і криогенній техніці (табл. 17.9).