2 Литейные свойства титановых сплавов

Возможность применения отливок для деталей ответственного назначения определяется уровнем их механических свойств, который в свою очередь

зависит от комплекса литейных свойств выбранного сплава. Почти все промышленные сплавы, в том числе и литейные, обладают небольшим температурным интервалом кристаллизации в соответствии с двойной диаграммой состояния Ti-Al, на основе которой они построены. Своеобразие литейных титановых сплавов заключается в том, что в них отсутствует эвтектика. Она образуется лишь при высоких концентрациях второго элемента, значительно превосходящих максимальные пределы легирования промышленных титановых сплавов. Структура промышленных титановых сплавов обычно состоит из смеси двух твердых растворов на основе α- и β-фаз, иногда с небольшим количеством интерметаллидных фаз. Наиболее технологичными и распространенными литейными титановыми сплавами являются α- и псевдо-α-сплавы, которые аналогично деформируемым сплавам той же группы характеризуются хорошей свариваемостью и малочувствительны к упрочняющей термической обработке.

Для получения тонкостенных отливок сложной формы требуется достаточно хорошая жидкотекучесть сплава, характеризующая его способность заполнять форму. Жидкотекучесть является технологическим свойством и зависит от факторов, связанных со свойствами сплава и формы. Так же для четкого воспроизведения контура отливок в углах и особо тонких сечениях важное значение имеет технологическая характеристика заполняемости, дополняющая характеристику жидкотекучести. Для повышения жидкотекучести и улучшения заполняемости формы при литье сплавов с широким температурным интервалом кристаллизации применяют повышение температуры заливки, подогрев формы, увеличение металлостатического давления и другие технологические приемы. Одной из особенностей титана как металла является его способность образовывать сплавы с атмосферными газами – азотом и кислородом. При литье титана в керамические формы (корундовые или магнезитовые) нередко наблюдается загрязнение кислородом и другими газами поверхностных слоев отливок. Это загрязнение вызывает образование твердого, загрязненного слоя (так называемого “альфированный слой”), затрудняющего механическую обработку и снижающего эксплуатационную надежность титановых отливок.

Таблица 1- Механические свойства литейных титановых сплавов

Марка сплава	Структу- ра сплава	σ , МПа	σ , МПа	δ,%	Ψ,%	КСΥ, МДж/м²
ВТ5Л	α	686	627	6	14	0,294
ВТ6Л	α+β	882	814	5	12	0,276
ВТ9Л	α+β	931	833	4	8	0,206
ВТ20Л	псевдо-α	882	804	5	11	0,294
ВТ21Л	псевдо-α	980	882	4	8	0,206

В табл. 1 приведены механические свойства промышленных литейных титановых сплавов. Отливки из титановых сплавов нередко работают при повышенных температурах. Так, сплавы ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ21Л рекомендуются для литых деталей, длительно работающих при температурах до 400°С; сплавы ВТ9Л и ВТ20Л – до 500°С. Поэтому для этих сплавов важное значение имеют механические свойства при повышенных температурах.[3]