Титановый лист ОТ4: технические характеристики и применение
Титановый лист ОТ4 это полуфабрикат из титанового сплава системы TiAlMn, легированный алюминием (до 6,5%) и марганцем (до 2,5%). Материал относится к классу псевдо--сплавов с повышенной технологической пластичностью. Листы поставляются в горячекатаном или холоднокатаном состоянии, с травленой или шлифованной поверхностью. Толщина листов варьируется от 0,5 до 10,0 мм, ширина от 600 до 1500 мм. Сплав ОТ4 не упрочняется термической обработкой, что обеспечивает стабильность механических свойств по всему объёму.
Химический состав и механические свойства
Химический состав сплава ОТ4 регламентируется ГОСТ 19807-91. Основные легирующие элементы алюминий (от 4,0 до 6,5%) и марганец (от 0,8 до 2,5%). Содержание примесей строго ограничено: железо не более 0,30%, кремний не более 0,15%, углерод не более 0,10%. Механические свойства листов зависят от толщины и состояния поставки. Временное сопротивление разрыву составляет от 600 до 750 МПа, относительное удлинение от 12 до 20%. Предел текучести не менее 480 МПа. Твёрдость по Бринеллю от 220 до 280 HB.
| Толщина листа, мм | Временное сопротивление в, МПа | Предел текучести 0,2, МПа | Относительное удлинение , % | Твёрдость HB |
|---|---|---|---|---|
| от 0,5 до 1,5 | от 660 до 750 | от 500 до 580 | от 14 до 20 | от 240 до 280 |
| от 1,6 до 4,0 | от 630 до 720 | от 480 до 550 | от 12 до 18 | от 230 до 270 |
| от 4,1 до 10,0 | от 600 до 700 | от 480 до 530 | от 12 до 16 | от 220 до 260 |
Технологические особенности сплава ОТ4
Титановый лист ОТ4 характеризуется высокой технологичностью при обработке давлением. Материал допускает гибку с радиусом от 2 до 3 толщин листа, штамповку в холодном и горячем состоянии (при температуре от 350 до 650 C), а также вальцовку. Свариваемость сплава ОТ4 хорошая, без склонности к образованию холодных трещин. Сварные соединения выполняются аргонодуговой сваркой (TIG) или электронно-лучевой сваркой. Прочность сварного шва составляет от 0,85 до 0,95 от прочности основного металла. Механическая обработка (резка, фрезерование, сверление) требует применения твёрдосплавного инструмента и обильного охлаждения эмульсией.
Коррозионная стойкость и рабочие температуры
Сплав ОТ4 обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, морской воде, растворах щелочей и органических кислот. Скорость коррозии в 3%-ном растворе NaCl не превышает 0,01 мм/год. Материал стоек к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Рабочий диапазон температур от 196 до +350 C. При температурах выше 400 C начинается заметное окисление поверхности с образованием окалины. Кратковременная эксплуатация допускается до 500 C. Коэффициент линейного расширения при 20300 C составляет от 8,5 до 9,510 1/C.
Применение титанового листа ОТ4
Титановый лист ОТ4 востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой удельной прочности, коррозионной стойкости и технологичности:
- авиастроение обшивка планера, элементы силового набора, воздухозаборники двигателей;
- судостроение корпуса глубоководных аппаратов, трубопроводы забортной воды, гребные винты;
- химическое машиностроение реакторы, теплообменники, колонны для агрессивных сред;
- энергетика детали паровых турбин, конденсаторы, трубные доски;
- медицинская техника имплантаты, хирургические инструменты, корпуса аппаратов МРТ.
Вопросы и ответы
Чем отличается сплав ОТ4 от технического титана ВТ1-0?
Сплав ОТ4 легирован алюминием и марганцем, что повышает прочность в 1,52 раза по сравнению с ВТ1-0 при сохранении достаточной пластичности. Технический титан ВТ1-0 имеет более низкую прочность (в от 350 до 450 МПа), но более высокую пластичность ( до 30%).
Какая толщина листа ОТ4 оптимальна для штамповки?
Для холодной штамповки оптимальна толщина от 0,5 до 3,0 мм. Для горячей штамповки при температуре от 400 до 600 C допускается толщина до 10,0 мм. Минимальный радиус гибки 2 толщины листа.
Требуется ли термообработка после сварки листов ОТ4?
Для снятия остаточных напряжений рекомендуется отжиг при температуре от 550 до 650 C в течение 3060 минут с последующим медленным охлаждением. Для конструкций, работающих при температурах до 300 C, термообработка необязательна.
Какой допуск по толщине у листов ОТ4 по ГОСТ?
По ГОСТ 22178-76 допуски по толщине составляют: для листов толщиной от 0,5 до 1,5 мм 0,10 мм; от 1,6 до 4,0 мм 0,15 мм; от 4,1 до 10,0 мм 0,25 мм. Допуск по ширине от +10 до +20 мм, по длине от +15 до +30 мм.