Титановый круг из сплава ВТ22 диаметром 30 мм изготовлен по ГОСТ 26492-85 и представляет собой горячекатаный круглый пруток без последующей термической обработки. Материал предназначен для получения высоконагруженных деталей и конструкций, которые длительно работают при температурах до 350–400 °С, включая силовые элементы фюзеляжа и крыла, штамповки, детали системы управления и крепеж типа ушковых болтов.
Марка материала и её назначение
Сплав ВТ22 относится к титановым деформируемым материалам класса α+β. Химический состав включает титан как основу, алюминий в количестве 4,4–5,7%, ванадий и молибден по 4–5,5%, а также железо, хром, цирконий и контролируемое содержание кислорода, углерода, кремния и азота. Массовая доля титана находится в диапазоне 79,4–86,3%. Такой состав обеспечивает сочетание прочности, коррозионной стойкости и способности работать в условиях повышенных температур.
Сплав применяют там, где требуется длительная эксплуатация деталей при температурах 350–400 °С с сохранением механических характеристик. Материал подходит для производства силовых элементов авиационных конструкций, крепёжных деталей и узлов, испытывающих высокие статические и циклические нагрузки. Структура α+β позволяет проводить термическую обработку для изменения уровня прочности и пластичности в зависимости от требований к готовой детали.
Технический стандарт и требования к прутку
Пруток изготовлен по ГОСТ 26492-85, который устанавливает технические условия для круглых горячекатаных необточенных прутков из титана и титановых сплавов. Документ определяет сортамент, предельные отклонения по диаметру, требования к качеству поверхности, макроструктуре и микроструктуре, правила приемки, методы контроля, маркировку, упаковку и хранение.
Номинальный диаметр 30 мм находится в сортаменте стандарта, охватывающем диапазон от 10 до 150 мм. Для каждого размера заданы предельные отклонения, площадь поперечного сечения и теоретическая масса одного метра. Прутки могут иметь немерную, мерную или кратную мерную длину в пределах установленных диапазонов. Для мерной и кратной мерной длины предусмотрен припуск на рез.
Продукцию разделяют по качеству на обычную и повышенную, а также по точности изготовления на нормальную и повышенную. Для прутков повышенного качества дополнительно контролируют величину зерна и, для отдельных сплавов, микроструктуру по специальным шкалам. Поверхность не должна содержать трещин и закатов, допускаются отдельные мелкие дефекты, если их зачистка не выводит размер за минусовое отклонение.
Механические свойства и варианты термообработки
Механические характеристики сплава ВТ22 зависят от режима термической обработки и конкретного варианта прутка. Для обычного прутка диаметром 6–8 мм после отжига предел кратковременной прочности составляет 1030 МПа, относительное удлинение находится в диапазоне 14–20%, а ударная вязкость равна 200–250 кДж/м². Для прутка повышенного качества диаметром 7–10 мм прочность находится в диапазоне 1080–1280 МПа, а относительное удлинение составляет 17–30%.
При других размерах и режимах термообработки прочность может достигать 1280 МПа при относительном удлинении 16–18% и ударной вязкости 250–300 кДж/м² после отжига. Закалка и старение обеспечивают ударную вязкость 180–200 кДж/м². Режим обработки выбирают исходя из требований к прочности, пластичности и ударной вязкости готовой детали.
Для контроля механических свойств из прутка вырезают образцы и проводят испытания на растяжение и ударную вязкость при комнатной температуре. Направление вырезки, расположение образцов в сечении и их подготовка зависят от диаметра и вида испытания. Нормы временного сопротивления, относительного удлинения, относительного сужения и ударной вязкости установлены для разных марок, диаметров и состояний материала.
Физические характеристики и их температурная зависимость
Физические свойства сплава ВТ22 меняются с температурой. Модуль упругости первого рода E составляет 8,32 единицы при 20 °С, затем равен 8 при 100 °С, 8,2 при 200 °С, 8,4 при 300 °С, 8,6 при 400 °С и 8,8 при 500 °С. Коэффициент температурного линейного расширения α для диапазона от 20 °С до соответствующей температуры равен 9,21 при 100 °С, 10,5 при 200 °С, 11,7 при 300 °С, 13,4 при 400 °С, 14,6 при 500 °С и 15,9 при 600 °С.
Теплопроводность λ составляет 0,565 при 200 °С, 0,586 при 300 °С, 0,649 при 400 °С и 0,712 при 500 °С. Плотность материала равна 4620 кг/м³, удельная теплоёмкость составляет 1530 Дж/(кг·град), оба значения указаны при 20 °С. Удельное электросопротивление R равно 8,32 при 20 °С, а при 100–500 °С меняется в диапазоне от 8 до 8,8.
Эти характеристики учитывают при проектировании деталей, работающих в условиях переменных температур, а также при расчёте теплового расширения, теплопередачи и электрических параметров конструкции.
Контроль качества и приемка продукции
Прутки предъявляют к приемке партиями. В состав партии включают продукцию одной марки, одной плавки, одного качества, одной точности изготовления и одного диаметра. Партия сопровождается документом о качестве с данными о производителе, марке, размере, номере партии или плавки, массе, результатах испытаний, дате отгрузки и обозначении стандарта.
Химический состав проверяют по правилам отбора проб, установленным документом. Качество поверхности, диаметр и прямолинейность контролируют для каждого прутка. Диаметр измеряют микрометром или иным инструментом необходимой точности. Прямолинейность контролируют на плите с использованием щупов. Поверхность осматривают без увеличительных приборов.
Для проверки механических свойств, макроструктуры и микроструктуры отбирают установленную выборку, при этом для отдельных видов контроля предусмотрено испытание не менее двух прутков. Если результат оказывается неудовлетворительным хотя бы по одному показателю, проводят повторное испытание на удвоенной выборке от той же партии. Макроструктура не должна содержать видимых невооруженным глазом трещин, расслоений, пустот, металлических и неметаллических включений.
Обработка, выбор и применение
Пруток из сплава ВТ22 подходит для механической обработки резанием, включая точение, фрезерование, сверление и шлифовку. Материал обладает удовлетворительной свариваемостью, что позволяет использовать его для изготовления сварных узлов и конструкций. При сварке учитывают особенности титановых сплавов: необходимость защиты зоны нагрева от окисления и соблюдение режимов, исключающих образование хрупких структур.
Детали из сплава ВТ22 применяют в авиационной промышленности, где требуется сочетание высокой прочности, коррозионной стойкости и способности работать при повышенных температурах. Материал используют для силовых элементов планера, крепёжных деталей, узлов системы управления и других высоконагруженных компонентов. Выбор конкретного диаметра определяется размерами готовой детали и припусками на механическую обработку.
При выборе прутка учитывают требования к механическим свойствам, точности изготовления и качеству поверхности. Для ответственных деталей используют прутки повышенного качества с контролируемой микроструктурой. Для деталей, работающих в условиях динамических нагрузок, важна высокая ударная вязкость, достигаемая соответствующим режимом термообработки.
Купить титановый круг 30 мм из ВТ22 по ГОСТ 26492-85 можно в компании Федерация металла в Екатеринбурге. Продукция поставляется с сертификатами качества и технической документацией.