8.2. Промышленные титановые сплавы

Принятая в настоящее время классификация титановых сплавов, основана на структуре, которая формируется в них по принятым в промышленности режимам термической обработки. согласно этой классификации следует различать:

1. -титановые сплавы, структура которых представлена -фазой: ВТ1, ВТ5, ВТ5-1;

2. псевдо--сплавы, структура которых представлена в основном -фазой и небольшим количеством -фазы (не более 5 %) : ВТ4, ОТ4, ОТ4-1, АТ3. Сплавы ВТ18 и ВТ20 обладают высокой жаропрочностью до 600 С;

сплавы этих групп отличает хорошая свариваемость и литейные свойства, термическая стабильность, предел прочности до 900 МПа.

3. (+)-сплавы, структура которых представлена в основном - и -фазами. Сплавы мартенситного типа ВТ6, ВТ16, ВТ3-1, ВТ9, ВТ23 и др. имеют повышенную прочность за счет термического упрочнения. ВТ6 и ВТ3-1 наиболее распространены в самолетостроении и допускают эксплуатацию при t=450 С.

4. псевдо--сплавы со структурой в отожженном состоянии, представленной -фазой и большим количеством -фазы; в этих сплавах закалкой или нормализацией с температур -области можно легко получить однофазную -структуру (ВТ15, Вт32);

5. сплавы переходного класса, которые по структуре и протекающим в них превращениям занимают промежуточное положение между (+)- и псевдо--сплавами (ВТ22, ВТ30);

6. -сплавы, структура которых представлена термодинамически стабильной -фазой.

По структуре в закаленном состоянии титановые сплавы можно разделить на следующие классы:

1. сплавы мартенситного класса, структура которых после закалки с температур -области представлена - или -мартенситом;

2. сплавы переходного класса, структура которых после закалки с температур -области представлена мартенситом '(") и -фазой, независимо от того образовалась в ней или нет -фаза;

3. -сплавы, структура которых после закалки представлена - или ()-фазами.

По способу получения различают деформируемые и литейные титановые сплавы.

По назначению титановые сплавы разделяют на:

а) конструкционные общего назначения; б) жаропрочные; в) коррозионно-стойкие;

г) криогенного назначения.

По уровню прочности различают:

а) малопрочные сплавы (_в500 МПа: технический титан ВТ1-0 и ВТ1-1 и низколегированный ОТ4-1.);

б) сплавы средней прочности (_в=500–1000 МПа: ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТ4 – термически не упрочняемые; двухфазные ВТ6, ВТ6С – упрочняемые закалкой с 970 С и старением при t=500 С);

в) высокопрочные (_в1000 МПа: ВТ14, ВТ22, ВТ30, ВТ32, ВТ35 используются после упрочняющей термической обработки: закалка с температур 780–850 С, старение 550–650 С).

Жаропрочные сплавы: ВТ8, ВТ9, ВТ18, ВТ31. Температура эксплуатации 500–600 С. По удельной жаропрочности сплав ВТ18 превосходит некоторые жаропрочные стали.

8.3. Титановые сплавы с интерметаллидным упрочнением

Сплавы на основе интерметаллидов подразделяют на две группы:

а) жаропрочные и б) сплавы с «эффектом запоминания формы».

Жаропрочные сплавы на основе интерметаллидов TiAl и Ti₃Al содержат повышенное (более 9 %) количество алюминия, благодаря чему имеют большое преимущество по удельному весу. Сплав СТ5 превосходит по жаропрочности сплав ВТ18, т. к. может работать при температурах до 800 С.

Сплавы с ЭЗФ – на основе никелида титана (ТН1) имеют в основе интерметаллид TiNi (50 % Ti – 50 % Ni), и обладают уникальной способностью деформироваться в холодном состоянии и восстанавливать заданную форму при последующем тепловом воздействии. ЭЗФ основан на ориентированном обратном мартенситном превращении.

Среди сплавов на основе титана наиболее перспективными для реализации ЭЗФ являются Ti–Mo, Ti–V, Ti–Al–V.