ВТ5: химический состав, свойства и применение титанового сплава

ВТ5 относится к деформируемым титановым сплавам с альфа-структурой. Материал предназначен для сварных деталей, работающих при температурах от -253 до 400 °C. В справочных данных для него указана хорошая коррозионная стойкость и свариваемость без ограничений. Основные характеристики зависят от состояния материала и вида сортамента.

Что показывает состав и как расшифровать свойства ВТ5?

Химический состав сплава определяет сочетание титана, алюминия, ванадия, молибдена и других компонентов. Массовая доля титана указана в диапазоне 90,63–95,2 %. Алюминия содержится 4,5–6,2 %, ванадия составляет до 1,2 %, молибдена до 0,8 %. Для железа установлен предел до 0,3 %, кремния может быть до 0,12 %, углерода до 0,1 %, азота до 0,05 %. Содержание циркония ограничено 0,3 %, кислорода 0,2 %, водорода 0,015 %, прочих примесей 0,3 %.

По структуре материал относится к альфа-классу. В исходных сведениях его применение связано со сварными деталями и температурным диапазоном от -253 до 400 °C. Свариваемость обозначена как «без ограничений»: в используемой справочной системе это означает возможность сварки без предварительного подогрева и последующей термической обработки. Зарубежные аналоги для данной марки не указаны.

• тип материала: титановый деформируемый сплав;
• класс структуры: альфа;
• коррозионная стойкость: хорошая;
• свариваемость: без ограничений;
• диапазон применения по температуре: от -253 до 400 °C;
• основной нормативный документ для приведённого прутка: ГОСТ 26492-85;
• термическая обработка, указанная для прутка повышенного качества: отжиг.

В каком сортаменте представлен сплав?

В связанных категориях каталога материал встречается в виде титанового круглого прутка, титановой полосы, титановой шины, титановой трубы и титанового круга. Для прутка в документе отдельно приведены данные по исполнению повышенного качества и по отожжённому исполнению. Оба варианта относятся к ГОСТ 26492-85, но имеют разные диапазоны механических показателей.

В таблице собраны значения, приведённые для механических испытаний при температуре 20 °C. Обозначения соответствуют исходному документу: предел кратковременной прочности выражен через σв, предел текучести или пропорциональности через σт, относительное удлинение через δ5, относительное сужение через ψ.

Для прутка повышенного качества приведён более широкий и высокий диапазон прочности, а также более высокие значения относительного удлинения и сужения по сравнению с отожжённым исполнением. Ударная вязкость для первого варианта задана диапазоном 300–500 кДж/м², для второго приведено значение 300 кДж/м². Показатели относятся именно к указанным исполнениям, поэтому переносить их на полосу, шину, трубу или круг без отдельной документации нельзя.

Физические параметры также зависят от температуры. При 20 °C модуль упругости указан как 1,05×10⁵ МПа, теплопроводность составляет 10,8 Вт/(м·град), плотность 4400 кг/м³. При 200 °C приведены коэффициент линейного расширения 10,47×10^-6 1/град, теплопроводность 0,586 Вт/(м·град), плотность 1150 кг/м³ и удельная теплоёмкость 1080 Дж/(кг·град). В документе также указано удельное электросопротивление 8,3×10^-9 Ом·м для соответствующего набора данных.

Для температур 300, 400, 500 и 600 °C в справочной таблице приведены значения модуля упругости 9,5, 10,4, 10,6 и 10,8×10⁴ МПа соответственно. Коэффициент линейного расширения указан как 11,3, 12,56, 14,24 и 15,49×10^-6 1/град. Теплопроводность для 300–600 °C составляет 0,628, 0,67, 0,712 и 0,754 Вт/(м·град), а плотность для 500 и 600 °C указана на уровне 1200 и 1230 кг/м³.

Подбор проката ВТ5 по форме и исполнению

В каталоге материал связан с категориями круглого прутка, полосы, шины, трубы и круга. При выборе конкретной позиции нужно сопоставлять форму проката, состояние материала и набор характеристик, приведённый для этой позиции. Численные показатели из таблицы относятся к прутку по ГОСТ 26492-85 и не заменяют данные на другой вид изделия.