Титановый круг ВТ20: характеристики и применение
Титановый круг ВТ20 представляет собой горячекатаный пруток из двухфазного (+) титанового сплава, легированного алюминием, молибденом, ванадием и хромом. Материал относится к высокопрочным титановым сплавам мартенситного класса и предназначен для изготовления деталей, работающих при температурах от 70 до +450 C. Основное отличие ВТ20 от сплава ВТ6 повышенное содержание алюминия (от 5,5 до 7,0 %) и отсутствие ванадия, что обеспечивает лучшую жаропрочность при сохранении технологичности сварки.
Химический состав и механические свойства
Химический состав круга ВТ20 регламентируется ГОСТ 1980791. Легирующие элементы формируют структуру, устойчивую к ползучести при длительном нагреве. Механические характеристики после отжига при температуре от 750 до 800 C:
- временное сопротивление разрыву в не менее 950 МПа;
- предел текучести 0,2 от 850 до 900 МПа;
- относительное удлинение от 10 до 14 %;
- ударная вязкость KCU от 40 до 50 Дж/см.
Твёрдость по Бринеллю составляет от 320 до 380 HB. Сплав сохраняет прочность до температуры 450 C, что позволяет применять его в узлах, испытывающих циклический нагрев.
Технологические особенности обработки
Титановый круг ВТ20 допускает все виды механической обработки: точение, фрезерование, сверление. Из-за низкой теплопроводности (от 8 до 10 Вт/(мК)) при резании рекомендуется использовать СОЖ и инструмент с твёрдосплавными пластинами. Свариваемость сплава оценивается как удовлетворительная аргонодуговая сварка (TIG) выполняется без предварительного подогрева, но требует последующего отжига для снятия напряжений. Горячая деформация возможна в интервале от 950 до 1050 C.
Сортамент и размеры
Круги ВТ20 поставляются в диапазоне диаметров от 10 до 200 мм. Длина прутков от 1 до 4 м. Допуски по диаметру соответствуют классу точности h11h12. Поверхность после горячей прокатки имеет окалину, удаляемую механической обработкой или травлением.
| Диаметр, мм | Допуск, мм | Длина, м | Состояние поставки | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| от 10 до 20 | 0,3 | от 1 до 4 | горячекатаный | от 0,35 до 1,41 |
| от 25 до 50 | 0,5 | от 1 до 4 | горячекатаный | от 2,21 до 8,83 |
| от 55 до 100 | 0,8 | от 1 до 4 | горячекатаный | от 10,68 до 35,32 |
Области применения
Титановый круг ВТ20 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой прочности, коррозионной стойкости и работоспособности при повышенных температурах:
- авиастроение силовые элементы планера, кронштейны, узлы шасси;
- ракетно-космическая техника детали двигательных установок, арматура трубопроводов;
- химическое машиностроение валы насосов, штуцеры, фланцы для агрессивных сред;
- судостроение гребные валы, детали рулевых устройств.
Сплав устойчив к питтинговой и щелевой коррозии в морской воде, растворах кислот и щелочей, что расширяет его применение в оборудовании для нефтегазовой отрасли.
Вопросы и ответы
Чем отличается титановый круг ВТ20 от ВТ6?
ВТ20 содержит больше алюминия (от 5,5 до 7,0 %) и не имеет ванадия в составе. Это обеспечивает более высокую жаропрочность до 450 C, но несколько снижает пластичность при комнатной температуре.
Какая термообработка применяется для круга ВТ20?
Основной режим отжиг при температуре от 750 до 800 C с выдержкой от 30 до 60 минут и охлаждением на воздухе. Для снятия напряжений после сварки применяют низкотемпературный отжиг при 550650 C.
Можно ли использовать круг ВТ20 в криогенных условиях?
Да, сплав сохраняет ударную вязкость до температуры 70 C, что позволяет применять его в узлах, работающих при низких температурах.
Какой инструмент рекомендуется для точения круга ВТ20?
Рекомендуются твёрдосплавные пластины марок ВК8, ВК6М или с покрытием TiAlN. Скорость резания от 30 до 50 м/мин, подача от 0,1 до 0,3 мм/об.