Химический состав литейных титановых сплавов, мае. %

Марка сплава	А1	Мо	V	Zr	Сг	Si	Sn	Fe
BT5JI	4,1...6,2	—	—	—	—	—	—	—
ВТ6Л	5,0...6,5	—	3,5...4,5	—	—	—	—	—
BT31JI	5,3...7,0	2,0...3,0	—	—	0,8...2,3	0,15... 0,4	—	0,2...0,7
BT9JI	5,6...7,0	2,8...3,8	—	0,8...2,0	0,8. 2,0	0,2... 0,35	—	—
BT14JI	4,3...6,3	2,5...3,8	0,9...1,9	—	—	—	—	—
BT20JI	5,5...6,8	0,5...2,0	0,8...1,8	1,5...2,5	—	—	—	—
BT21JI	5,8...7,0	0,4... 1,0	0,8...1,5	4,0...6,0	4,0...6,0	—	—	—
BT35	2,6...3,6	0,2...1,0	14,8...15,8	0,2...0,8	2,5...3,5	—	2,5...3,5	—

ную вакуумную дуговую плавку с расходуемым электродом, кото­рым является цилиндрический титановый слиток заданного хими­ческого состава. Для литейных форм чаще всего используют графит. Заливку также проводят в вакууме на центробежных машинах.

Термическая обработка практически не влияет на макро- и мик­роструктуру титановых сплавов. Одним из средств, влияющих на литую структуру сплавов, является модифицирование.

Проведение модифицирования осложняется тем, что для плавки используется вакуумная гарнисажная плавка.

Положительные результаты были получены только для низко­легированных марок типа BT5JI, BT6JI и только при использова­нии бора или карбида бора в количестве 0,007...0,01 %. Для спла­вов BT9JI и BT12JI модифицирование не дало положительных ре­зультатов.

Азот и кислород образуют с титаном растворы внедрения и являются упрочнителями. Однако, когда содержание этих газов превышает некоторое предельное содержание (0,12...0,20 % 0₂ и 0,05 % N₂), они переходят в разряд вредных примесей.

Водород, так же как и 0₂ и N₂, является вредной примесью. Характерной особенностью водорода является высокая скорость его диффузии в титан, а также способность растворяться в твер­дом титане в больших количествах с образованием раствора вне­дрения.

Для устранения вредного влияния водорода его практически полностью удаляют из твердого титана путем вакуумного отжига. Отмеченная особенность обратимого легирования водородом ис-

Физические свойства титана и его литейных сплавов

Марка сплава	Р (20 °С), кг/м^3	Температура, °С			ОС/-10^6, К"^1		с, кДжДкг-К)		К Вт/(м-К)
		ликви­дуса	соли­дуса
Титан	4500	1668	—	11,20 (0...1668°С)		0,525		13,4
BT1JI	4500	1670	1655	8,2 (20...100°С)		0,525		13,4 (20°С)
BT5JI	4410	1640	1600	8,6 (20...100°С)		—		—
BT6JI	4430	1650	1590	8 3 (20...100°С)		0,543 (100°С)		8,8 (25 °С)
ВТ31Л	4430	1620	1560	9,5 (20... 100 °С)		0,565 (100°С)		6,69 (25 °С)
ВТ9Л	4490	1620	1560	7,61 (20...100°С)		—		—
ВТ14Л	4500	1650	1590	7,82 (20...100°С)		0,501 (100°С)		9,1 (100°С)
ВТ20Л	4470	1620	1560	8,7 (20... 100 °С)		0,580 (100°С)		8,4 (100 °С)
ВТ21Л	4470	1630	1550	8,5 (20... 100 °С)		0,515 (100°С)		7,9 (100 °С)

Примечания: 1. Обозначения: р — плотность; а/ — температурный коэф­фициент линейного расширения; с — теплоемкость; X — теплопроводность. 2. В скобках приведены температурные условия для проявления

Таблица 6.6

Механические свойства литейных титановых сплавов

Марка сплава	Е'Ю^3		стт	кси, Дж/см^2
	Н/мм^2, не менее
ВТ5Л	115,7	765	667	29,4
ВТ6Л	112,8	932	—	44,1
ВТ31Л	111,8	981	814	29,4
ВТ9Л	101,0	981	834	34,3
ВТ20Л	106,0	932	834	39,2
ВТ21Л	110,0	1030	863	19,6

ользуется в развивающейся водородной технологии производства отливок из титановых сплавов. При этом водород может использо­ваться в качестве защитной среды при высоких температурах, так как растворимость Н₂ с повышением температуры падает. Для умень­шения затрат энергии при отделении литниковой системы исполь­зуют метод локального водородного охрупчивания и т. п.

Углерод также относится к вредным примесям, если его содер­жание выше 0,2%. В этом случае он образует карбиды, которые ухудшают механические свойства и обрабатываемость титановых сплавов, которая и без карбидов является затруднительной.

Особенности литейных свойств титановых сплавов. Из данных табл. 6.5 следует, что литейные титановые сплавы имеют интер­вал кристаллизации в пределах 50...70°С. Эвтектика в них отсут­ствует, поэтому титановых сплавов с Г_кр = const нет. Тем не менее, титановые сплавы характеризуются достаточно хорошей жидко- текучестью. Но при этом следует отметить пониженную сваривае­мость встречных потоков, и поэтому в отливках встречаются де­фекты типа неспаев.

Сведения о линейной усадке и объеме усадочных раковин от- ливок-проб приведены в табл. 6.7 [2].

Линейная усадка определена на пяти цилиндрических образ­цах, отлитых в кокиль, объем усадочных раковин — на отливках- пробах шаровой формы.

Максимальная газоусадочная пористость в отливках из титано­вых сплавов может достигать 1,0...1,4%. Для «залечивания» не- сплошностей используют технологический процесс горячего изо- статического прессования (ТИП). Выбор давления в газостате за­висит от предела текучести. Например, опробование ГИП на ло­патках из сплавов ВТ5Л и ВТ9Л было произведено при 900 °С и давлении 98 МПа в течение 2 ч. Практика показала, что ГИП приводит к залечиванию 80...90 % дефектов, обнаруживаемых на рентгеновских установках.

Из-за низкой теплопроводности в, отливках из титановых спла­вов и их разностенности возникает существенная разность темпе­ратур, следствием которой является высокий уровень остаточных напряжений. Для снятия напряжений применяют полный отжиг в

Таблица 6.7