Автор: Альтман М.Б. Глазунов С.Г. Кишкина С.И.
Теги: металлургия авиация авиационное оборудование авиатехника авиастроение металлы и сплавы
Год: 1973
Текст
О МТ И1
1 9 у g
МИНИСТЕРСТВО АВИАЦИОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР
АВИАЦИОННЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
СПРАВОЧНИК В ДЕВЯТИ ТОМАХ
(ИЗДАНИЕ 6-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ)
Под общей редакцией
Заслуженного деятеля пауки и техники РСФСР
чл.-корр. АН СССР
А. Т. ТУМАНОВА
МОСКВА
ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для служебного пользования
Экз. №
АВИАЦИОННЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
Том 5
МАГНИЕВЫЕ И ТИТАНОВЫЕ
СПЛАВЫ
Научные редакторы тома
докт. техн, наук М Б. Альтман,
докт. техн, наук С. Г. Глазунов,
докт. техн, наук С. И. Кишкина
ОНТИ —1973
УДК 669.7(03)
В 5-м томе справочника приведены основные характери-
стики деформируемых и литейных сплавов па основе магния
и титана.
Указаны механические свойства при комнатной, высоких
и низких температурах, физические свойства, коррозионная
стойкость, технологические особенности и области примене-
ния материалов.
Справочник предназначен для инженерно-технических п
научных работников ОКБ, заводов и научно-исследователь-
ских институтов.
Редакторы тома: Я. А. Давыдова, М. С. Лаговская
©ОТДЕЛ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
ВСЕСОЮЗНОГО ОРДЕНА ЛЕНИНА
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА
АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВИЛМ), 1973 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
За период времени после выхода в свет пятого издания
справочника был разработан ряд новых материалов на основе
магния и титана.
В пятом томе шестого издания, наряду с известными магниевы-
ми и титановыми сплавами, характеристики которых расширены и
уточнены, включены также новые марки высокопрочных и жаро-
прочных магниевых и титановых сплавов. К ним относятся высо-
копрочные магниевые литейные сплавы ВМЛ5 и ВМЛб, жаропроч-
ный литейный сплав ВМЛ7, литейный сплав ВМЛ9 с повышенной
коррозионной стойкостью, деформируемый высокопрочный сплав
МА19, жаропрочный сплав МА12, сплав средней прочности
ВМД8, отличающийся повышенными пластическими свойствами и
сплав с пониженной плотностью МА18 (ВМД5).
Приводятся также сведения о титановых сплавах: высокопроч-
ном ВТ23 и жаропрочном ВТ25. Особое внимание уделено дли-
тельному ресурсу работы титановых сплавов. Приводятся преде-
лы ползучести и длительной прочности, а также прочности при
кратковременном нагружении. В частности, это относится к тем
титановым сплавам, применение которых резко возросло в связи
с запуском в производство таких самолетов, как ТУ-144, ИЛ-76
и др., где титановые сплавы во многих случаях служат замените-
лям и стали.
По всем материалам приводятся минимальные свойства, гаран-
тируемые ГОСТами и ОСТами. Для жаропрочных сплавов зна-
чения пределов ползучести, длительной прочности и кратковре-
менной прочности при высоких температурах также гарантируют-
ся. Практически для всех сплавов указываются типичные свойства
при комнатной температуре, определенные в результате специаль-
ных исследований и обработки статистических данных заводов
Справочник содержит данные о механических свойствах при
растяжении, сжатии, кручении, срезе, сопротивлении ползучести,
пределах длительной прочности, выносливости. Наряду с механн-
fl
Предисловие
ческимп свойствами приводятся характеристики физических
свойств и коррозионной стойкости, а также технологические осо-
бенности сплавов и области их применения.
Том пятый справочника подготовил коллектив авторов: Анти-
пова А. П., Бабкин В. М„ Беренсон В. Ф., Бляблин А. А., Блохи-
на В. А., Борисова Е. А., Бодрова Р. М., Булыгин И. П., Бурта-
ков С. В., Груздева Л. А., Данилов 10. С., Емельянова О. В.,
Епифанова О. С., Ершова Т. И., Жуков С. Л., Знаменская Е. В.,
Зюков-Батырев Г. Д., Кадобнова Н. В., Казаков А. А., Качанов-
ская Л. Т., Ковалева 3. Н., Кокошвили А. Н., Крымов В. В.,
Кузьмичев М. Д., Кураева В. П., Кутайцева А. И., Лебедев А. А.,
Лужников Л. П., Любимова С. С., Мареев А. П., Матвеенко А. Ф.,
Михеева О. Н., Моисеев В. Н., Никишов О. А., Никулова В. Ф.,
Новикова В. М., Паиарьина Т. К-, Плеханова Н. Г., Понома-
рев А. П., Простов И. А., Ратнер Я. Л., Родионов В. Л., Свиридо-
ва М. Ф., Смирнова Е. И., Соколиков К- И., Солонина О. П , Та-
расенко Г. Н., Терентьева Л. Н., Тимонова М. А., Тихова Н. М.,
Тихонова В. В., Федорова В. К., Хорев А. И., Хромов А. М., Чир-
кова Е. Ф., Шохолова Л. В., Шпагин Б. В., Чемезинова Т. П.,
Ясинский К. К.
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
механических и физических свойств металлов и сплавов
Наименование свойств Обозна- чение Единица измерения Перевод в единицы СИ
Модуль нормальной упругости при растяжении, определенный статиче- ским методом Модуль нормальной упругости при сжатии, определенный статическим методом Модуль нормальной упругости, определенный динамическим методов Номинальный модуль упругости при смятии * Модуль касательной упругости (модуль сдвига) Коэффициент Пуассона Предел пропорциональности при растяжении Предел текучести условный при растяжении (остаточная деформа- ция 0,2%) Предел прочности при растяжении Предел прочности при растяжении образца с надрезом ** Предел упругости Предел прочности при растяжении при температуре *** Л. Л § 11 ° А4 f 1 KSCjMM2 кгс/мм? кгс!мм? кгс/мм2 кгс/мм1 KZCiMAi1 KBcjMM1 кгфлм? кгс/мм1 кгс!мм* кгс1ммг ) 1 кгс!ммгяа =9,8-10® к/л?
* Определение характеристик при смятии производилось на образцах с от-
ношением b/d—4, где Ь — ширина образца; d — диаметр сминаемого отверстия.
** Надрез круговой радиусом 0,75 мм.
*** Если пет оговорки, то предел прочности при высоких температурах
определялся после 30-минутной выдержки при заданной температуре.
8
Принятые обозначения
Продолжение
Наименование свойств Обозна- Единица 1 Перевод в
ченне измерения единицы СИ
Предел пропорциональности при сжатии * опц. сж кгс)ммг
Предел текучести условный при сжатии (остаточная деформация 0,2%) 30,2 еж кгф1М?
Предел прочности при сжатии ** 6В сж кгс/мм2
Предел пропорциональности при смятии *** ^пц. с.м кгс)млА
Предел текучести условный при смятии *** (остаточная деформа- ция 0,2%) °0,2 см кгс!мм2 1 KecfMM2^
Предел прочности при смятии *** КгС/ММ2 -9,8-10б н/л2
Максимальное напряжение при испытании на малоиикловую уста- лость асимметричным растяжением ^тах кгс/мм2
Минимальное напряжение при ис- пытании на малоиикловую уста- лость асимметричным растяжением ®min кгс)мм2 i ! !
Критическое напряжение при по- тере общей устойчивости 3Кр кгс/мм? 1
Предел пропорциональности при кручении **** Пщ KSCjMM2 ) 1
* Определялся на образцах с отношением hjd — 'З (d=20 мм).
** Определялся на образцах с отношением (d=15 мм).
*** Определение характеристик при смятии производилось на образцах с
соотношением b/d=A, где Ь — ширина образца; d — диаметр сминаемого отвер-
стия.
**’’* Величины тПц и т0 3 определяются по формулам
_____^пц __ ^0,3
'Сп'Д — ГС<П ; 'о.З •
16 “1б“
Принятые обозначения
9
Продолжение
Наименование свойств Обозна- чение Единица измерения Перевод в единицы СИ
i
Предел текучести условный при кручении * (остаточная деформация сдвига 0,3%) т0,3 кге/яя2
Предел прочности при кручении ** Те кге/мм2
Сопротивление срезу ^ср KlCfUM2 1 кгс[ммг^х
Сопротивление разрушению при отрыве отр КгС/мМ2 «9,8-106 н]м2
Сопротивление разрушению при растяжении SK кге/мм2
Сопротивление разрушению при при ежа гии *** еж кгс/мя?
Относительное удлинение после разрыва:
на длине 4=5 d0, Zo=10rfo 65; 610 %
на длине 4 = 5,65/7% /0=11,3/"Г ^5,65/^ Л) %
Относительное укорочение при сжатии *** 8и,з д. % —
Относительное сужение после раз- рыва ф % —
Равномерное сужение фа %
Истинное сужение или укорочение е %
Относительный сдвиг при круче- нии 7 max % —
Угол закручивания при разруше- нии (на длине 100 мм) ф град
Гибкость **** X —
* См. сноску ***”• на стр. 7.
М
* * Величина тЕ определяется по формуле тв= —®
~ЙГ"
* ** Определялось на образцах с отношением ft/rf=l,5 (rf— 15 ям).
* *** -у где / — длина образца в см; I-—радиус инерции в см.
10
Принятые обозначения
Продолжение
Наименование свойств Обозна- чение Единица измерения 11еревод в единицы СИ
Твердость по Роквеллу при вдав- ливании алмазного конуса с углом при вершине 136° под нагрузкой 150 кг НРС —'
Твердость по Роквеллу при вдав- ливании шарика d= 1,588 мм llhe &юйма) иод нагрузкой 100 кг HRB
Твердость по Бринелю (шарик «/=10 мм, нагрузка Р для мягких алюминиевых и магниевых сплавов 500 кг, для прочных алюминиевых и магниевых сплавов 1000 кг, для титановых сплавов 3000 кг) НВ кгс/мм* 1 кгс/мм1** =9,8 10в н/м1
Твердость по Виккерсу HV кгс/мм1 1 кгс/мм1^ =9,8-106 н/м1
Удельная ударная вязкость при изшое образца размером 10X10X55 с полукруглым надрезом глубиной 2 мм и радиусом 1 мм кгс-м/см1 1 кгс-м/см1*# я=9,8 • 104 дж1я?
Удельная работа разрушения при ударном изгибе образца с трещиной ат.у кгс-м/см? 1 кгс м/см1*# =9,8-104 дж/м?
Число циклов до разрушения об- разна при испытании на малоцик- ловую усталость N ЦИКЛ
Предел выносливости при изгибе при симметричном цикле кгс/мм1
Предел выносливости при круче- нии Предел ползучести при высоких температурах (напряжение, вызыва- ющее деформацию 0,2% за 100 час) s0,2/100 кгс/мм1 кгс/мм? 1 кгс/мм1** =9,8-106 н/м?
Предел длительной прочности при высоких температурах (напряжение, которое доводит образец до разру- шения за определенное число ча- сов; 100, 300 и т. д.) Ощ О.300 кгс/мм?
Теоретический коэффициент кон- центрации напряжений ®х —
Принятые обозначения
11
Продолжение
Наименование свойств Обозна- чение Единица измерения* Перевод в единицы СИ
Плотность d кг[м3
Коэффициент термического линей- ного расширения а 1]град
Коэффициент теплопроводности к вт/м •град
Удельная теплоемкость с кдж/кг-град
Удельное электросопротивление р ОМ-СМ
Удельная электропроводность (в процентах от электропроводности меди) к %
Степень черноты полного нормаль- ного излучения ен
Размерность физических свойств представлена в единицах СИ.
Глава I
МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
Основными преимуществами магниевых сплавов как конструк-
ционного материала являются малая плотность, высокая способ-
ность поглощения энергии удара и вибрационных колебаний. По-
ложительным свойством магниевых сплавов является также их
высокая удельная теплоемкость. Температура поверхности деталей
из магниевых сплавов при одинаковом количестве поглощенного
тепла в два раза ниже по сравнению с температурой поверхности
деталей нз малоуглеродистой стали и на 15—20% ниже, чем у де-
талей из алюминиевых сплавов одинаковой массы. Важным техно-
логическим свойством магниевых сплавов является их отличная
обрабатываемость резанием.
К недостаткам магниевых сплавов относится их пониженная
коррозионная стойкость. Однако при надлежащей защите детали
и изделия из магниевых сплавов могут надежно работать во всех
климатических условиях, а также в контакте с минеральными
маслами, керосином, бензином, в щелочных средах, жидком и
газообразном безводном кислороде н других не агрессивных по
отношению к магнию средах. Значительное снижение коррозион-
ной стойкости изделий нз магниевых сплавов может быть вызва-
но попаданием в отливки пли слитки хлористых флюсовых вклю-
чений. Поэтому при литье слитков и отливок необходимо строго
соблюдать рекомендуемые для каждого сплава технологию плав-
ки, рецептуру и порядок приготовления соответствующих флюсов.
Магниевые сплавы не рекомендуется использовать в следую
щпх случаях:
а) без специальной обработки поверхности, определяемой усло-
виями эксплуатации;
б) в морской воде, среде кислот, их растворов п паров и в дру-
гих агрессивных по отношению к магнию средах;
Магниевые сплавы
13
в) в местах скопления конденсата, не имеющих дренажных от-
верстий;
г) для силовых деталей, расположенных в местах, недоступных
периодическому осмотру;
д) для деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации эро-
зии, нарушающей слой коррозионной защиты.
Для эффективного применения магниевых сплавов необходимо
строгое соблюдение хорошо известных принципов конструирова-
ния и ограничений, определяемых пониженной коррозионной стой-
костью магния, а также знание особенностей его физических и ме-
ханических свойств по сравнению со свойствами других конструк-
ционных металлов.
Сравнительные данные по скорости коррозии различных маг-
ниевых сплавов приведены на рисунке.
Магниевые деформируемые сплавы можно разделить на четы-
ре основные группы, а литейные — на три.
1. Сплавы средней прочности:
деформируемые MAI. МА8, МА2, МА2-1, МА2-1п. ч., МА20
(ВМД8);
литейный МЛ7-1.
2. Сплавы высокой прочности:
деформируемые МА5, МА14, МА15 (ВМДЗ), МА19 (ВМДбк,
литейные МЛ4, МЛ4п.ч., МЛ5, МЛбп.ч., МЛ6, МЛ8, МЛ12,
МЛ 15, ВМЛ5, ВМЛ6, ВМЛ9.
3. Жаропрочные сплавы:
деформируемые МА11, МА12;
литейные МЛ9, МЛ10, МЛН, ВМЛ7.
4. Сплавы пониженной плотности:
деформируемый МА18 (ВМД5).
По сравнительной коррозионной стойкости магниевые сплавы
можно разделить на три основные группы:
1) повышенной коррозионной стойкости во всех климатических
атмосферных условиях:
литейные сплавы МЛ4п. ч., МЛбп.ч., ВМЛ9:
деформируемые сплавы MAI, МА8;
2) удовлетворительной коррозионной стойкости во всех клима-
тических атмосферных условиях:
литейные сплавы МЛ4, МЛ5, МЛ8, ВМЛ5, МЛ9, ВМЛ7.
МЛ12, МЛ 10, МЛН, МЛ7-1;
деформируемые сплавы МА2, МА2-1, МА2-1п.ч, МА5, МА20
(ВМД8), МА12, МА 15, МА 19, МА 14;
3) пониженной коррозионной стойкости во всех климатических
атмосферных условиях:
литейный сплав ВМЛ6;
деформируемые сплавы МАИ, МА18 (ВМД5).
14
Глава 1. Магниевые сплавы
По предельным рабочим температурам сплавы разделяются
следующим образом:
1. Сплавы, применяемые длительно в условиях нагрева до
150°С и кратковременно — до 200—250°С:
деформируемые MAI, МА2, МА2-1, МА2-1 п. ч., МА5, МА 15.
МАЮ, МА20 (сплав МА14 рекомендуется применять при темпера-
турах до 125°С, а сплав МА18—-при комнатной и низких темпе-
ратурах);
литейные МЛ4, МЛ4п. ч„ МЛ5, МЛ5п. ч., МЛ6, ВМЛ5.
ВМЛ6, ВМЛ9, МЛ8.
2. Сплавы, применяемые длительно в условиях нагрева на
150—200°С и кратковременно —до 250°С‘
деформируемый МА8;
литейные МЛ7-1, МЛ12, МЛ1’5. При этом сплав МЛ15 может
применяться для деталей, работающих кратковременно (до 5 мин)
в условиях нагрева до 350°С.
3- Сплавы, применяемые длительно в условиях нагрева до тем-
ператур 200—300°С и кратковременно-—до 300—400°С
деформируемые MAI 1, МА12;
литейные МЛ9, МЛ 10, МЛН, ВМЛ7.
Литейные магниевые сплавы обладают хорошими технологиче-
скими свойствами. Из них можно изготовлять детали методом
литья в песчаные (земляные), гипсовые и оболочковые формы, в
кокиль, под давлением и по выплавляемым моделям. Для литья
под давлением рекомендуются сплавы МЛ5, МЛбп.ч. МЛ6 и
МЛ7-1 (по ССТ1 90001—70 или АМТУ 554-69).
При плавке магниевых сплавов необходимо учитывать их неко-
торые специфические особенности. Вследствие большого сродства
магния и кислорода, поверхность расплавленного металла необхо-
димо защищать специальными флюсами.
Чтобы избежать горения металла при литье, в состав формо-
вочных смесей вводят защитные присадки. По сравнению с алюми-
ниевыми сплавами, магниевые сплавы обладают большей усадкой,
имеют более низкую теплопроводность, малое гидростатическое
давление, повышенную склонность к образованию горячих трещин,
меньшую жидкотекучесть. Для получения качественных отливок
литниковая система строится по принципу расширяющегося потока.
Оптимальное соотношение размеров сечений стояка, коллектора и
питателя равно в среднем 1:2:4. Заливка сплавов системы
Mg—AJ—Zn в формы в большинстве случаев осуществляется при
740—770°С, а сплавов системы Mg—Zr— при температуре на 10—
20°С выше. Детали и узлы различных конструкций из деформи-
руемых магниевых сплавов можно изготовлять обработкой реза-
нием, соединением сваркой и клепкой, объемной и листовой штам
повкой.
Магниевые сплавы
15
Технологическая пластичность деформируемых сплавов при ком-
натной температуре низкая, при высоких температурах (200—
450°) у большинства сплавов — высокая. Поэтому все операции
обработки давлением, в том числе листовая штамповка, резка, гиб-
ка, вытяжка и др.,— должны производиться со сплавами в нагре-
том состоянии. Температуру нагрева заготовок и инструмента
устанавливают в зависимости от марки сплава и вида обработки.
Листовую штамповку магниевых сплавов производят в соответст-
вии с инструкцией B1IAM № 965-70.
Полуфабрикаты из магниевых сплавов могут поставляться в
состояниях после горячей обработки давлением без термической
обработки и в термически обработанном состоянии-
Для различных видов термической обработки приняты следую-
щие обозначения, которые указываются при клеймении полуфа-
брикатов или при отливке после марки сплава:
М — мягкий, отожженный после деформации.
Н — полунагартовапный (низкотемпературный отжиг после де-
формации)
Т1 — искусственно состаренный после деформации или из лито-
го состояния.
У Т2 — отожженный, после литья.
Т4 — закаленный (после деформации или после литья).
Тб — закаленный (на воздухе) и искусственно состаренный.
Т61 — закаленный (в воде) и искусственно состаренный (после
деформации или литья).
Т8 — закаленный с последующей нагартовкой и искусственно
состаренный.
При использовании магниевых сплавов в конструкциях необхо-
димо иметь в виду следующие рекомендации.
1. При конструировании деталей и узлов избегать надрезов и
резких переходов сечений, а также образования карманов, пазов и
различных полостей, в которых может скапливаться вода. Необ-
ходимо учитывать анизотропию механических свойств деформиро-
ванных полуфабрикатов с тем, чтобы действие максимальных на-
пряжений в деталях по возможности совпадало с направлением
максимальных механических свойств полуфабрикатов.
2. При соединении деталей из магниевых сплавов с деталями из
других металлов необходимо учитывать возможность контактной
коррозии, а при соединении с неметаллическими материалами —
агрессивность последних. Следует применять металлы и сплавы,
вызывающие наименьшее усиление коррозии, и неагрессивные не-
металлические материалы, указанные в соответствующих инструк-
циях ВИАМ.
3. При длительном хранении и транспортировке необходимо
подвергать деформированные полуфабрикаты и отдивкн из магние-
16
Глава L Магниевые сплавы
вых сплавов оксидированию и консервации. Детали и узлы из маг-
ниевых сплавов, работающие в атмосферных условиях, защищают
от коррозии неметаллическими неорганическими покрытиями и ла-
кокрасочными покрытиями, а в неагрессивных минеральных мас-
лах— только неметаллическими неорганическими покрытиями. Вы-
бор неорганических покрытий для защиты магниевых сплавов в
синтетических маслах производят согласно справочнику.
Места соединений деталей из магниевых сплавов как друг с
другом, так и с деталями из других сплавов, необходимо подвер-
гать усиленной защите грунтами, герметиками, смазками и други-
ми покрытиями.
4. Некоторые деформируемые магниевые сплавы (МА5, МА2-!)
подвержены коррозионному растрескиванию. Склонность сплавов
к коррозионному растрескиванию показана в таблице. Для спла-
вов, имеющих значительную склонность к коррозионному рас-
трескиванию, величина длительно действующих растягивающих
напряжений должна ограничиваться.
Склонность деформируемых магниевых сплавов к коррозионному
растрескиванию в промышленной атмосфере при напряжении 90% от а0 2
МаоКа Склонность к коррозионному растрескиванию (время до растрескивания)
сплава Состояние
МА1 Отожженный (М) Не склонен
МЛ8 То же Не склонен
МЛ2-1 » Склонен
МА2-1П. ч. » Склонен
МА! 2 Закаленный п искусственно состаренный (Тб) Не склонен
МА 15 (ВМД.З) Отожженный (М) Незначительно склонен
МА 18 (ВМД5) То же Не склонен
МА2 Без термической обработки Склонен
МА2-1 То же Склонен
МА5 » Значительно склонен
МА5 Закаленный (Т4) Склонен
МА 14 Искусственно состаренный (Т1) Незначительно склонен
МАИ Закаленный и искусственно состаренный (Тб) Не склонен
МЛ!2 То же Не склонен
МА 19 Без термической обработки Незначительно склонен
5. Вся работа с магниевыми сплавами должна производиться в
соответствии с требованиями техники безопасности, утвержденны-
ми Президиумом ЦК профсоюза авиационной и оборонной про-
мышленности 23 октября 1967 г. и введенными в действие цирку-
лярным письмом от 25 января 1968 г. Министерством авиационной
промышленности.
Магниевые сплавы
17
Сравнительная скорость коррозии магниевых сплавов в различных средах
(потерн массы, мг1смг-сутки)-.
а — литейные сплавы;
/— 3%-й раствор NaCl ; 2—морская атмосфера с периодическим обликом
морской водой; 8 — промышленная атмосфера г. Москвы; 4— искусственная
' ___________________ тропическая атмосфера.
2 2606
58
Глава 1. Магниевые сплавы
Сравнительная скорость коррозии магниевых сплавов в различных средах
(потери массы, мг/см2, сутки):
б — деформируемые сплавы.
Деформируемые сплавы средней прочности
19
ДЕФОРМИРУЕМЫЕ СПЛАВЫ
СПЛАВЫ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
В эту группу входят малолегироваппые сплавы на основе си-
стемы Mg—Мп: МА1 и МА8, обладающие несколько повышенной
коррозионной стойкостью и не склонные к коррозии под напряже-
нием.
К этой группе относятся также сплавы системы Mg—Al—Zn—
Мп: МА2, МА2-1, МА2-1п. ч., и сплав МА20 (ВМД8) системы
Mg—Zn—Се—Zr.
Сплавы МА1 н МА8 различаются между собой по механиче-
ским свойствам; сплав МА8 более прочен, но общий уровень его
механических свойств при комнатной температуре несколько ниже,
чем у сплавов системы Mg—А!—Zn—Мп.
Сплавы МА1 и МА8 обладают хорошей пластичностью, из них
можно изготовлять деформированные полуфабрикаты всех видов.
Термической обработкой они не упрочняются, удовлетворительно
свариваются аргоно-дуговой сваркой.
Наиболее целесообразно применение сплавов МА1 и МА8 для
изготовления емкостей для бензина, масла и других не агрессив-
ных по отношению к магнию жидкостей, деталей трубопроводов, а
также различных деталей и сварных конструкций, подвергающихся
умеренным нагрузкам.
Более высоким сопротивлением коррозии по сравнению с дру-
гими магниевыми сплавами обладает сплав МА1. Детали из этого
сплава могут применяться для длительной работы при температу-
рах до 150°С и для кратковременной — до 200°С.
Сплав МА8 имеет более высокие механические свойства и тех-
нологическую пластичность по сравнению со сплавом МА1, но усту-
пает ему по свариваемости. Детали из сплава МА8 могут приме-
няться для длительной работы при температурах до 200°С и для
кратковременной — до 250°С.
Сплавы системы Mg—Al—Zn—Мп: МА2, МА2-1, МА2-1п. ч.
сходны между собой по значениям механических свойств, несколь-
ко более высокие прочность и пластичность наблюдаются у спла-
вов МА2-1 и МА2-1п.ч. Из сплава МА2 изготовляют прессован-
ные полуфабрикаты, поковки и штамповки, а из сплавов МА2-1 и
МА2-1п. ч.— все виды полуфабрикатов. Термической обработкой
эти сплавы не упрочняются. Они хорошо свариваются аргоно-ду
говой и контактной сваркой.
Общая коррозионная стойкость сплавов системы Mg—Al—
Zn—Мп повышенная, но они имеют некоторую склонность к кор-
розионному растрескиванию под напряжением, увеличивающуюся
с повышением содержания алюминия
2*
20 Глава J. Магниевые сплавы
Сплав МА2-1п. ч., благодаря повышенной чистоте, по коррози-
онной стойкости превосходит сплав МА2-1.
Детали из сплавов МА2, МА2-1, МА2-1п.ч. могут применяться
для длительной работы при температурах до 150°С и для кратко-
временной—до 200°С.
В эту группу включен также сплав МА20(ВМД8). Сплав ха-
рактеризуется высокой пластичностью и свариваемостью. Детали
из листов сплава МА20 изготовляются при более низкой темпе-
ратуре (150—250°С), чем из других магниевых сплавов. Сплав
МА20 обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.
Он предназначен для длительной работы при 150°С и для кратко-
временной— при 200°С.
Деформируемые сплавы средней прочности
21
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ МА1
Химический состав в %
Мп Mg А1 Си Be Ni Zn Si Fe Прочие примеси
не более
1,3-2,5 Основа 0,1 0,05 0,002 0,007 0,3 0,10 0,05 0,2
Механические свойства по ГОСТ, ТУ или ОСТ (не менее)
Вид полуфабриката ГОСТ, ОСТ или ТУ Состояние 30,2 Ств б _ (/о=П,3/fB) %
кгс /ММ2
Лист толщиной (в л.ч):
0,8— 2,5 АМТУ Отожжен- и 19 5
2,6—10,0 228-67 ный (М) 9 17 3
Пруток прессо- ванный диамет- ром (в лыг): /д ™ 5
8-100 ГОСТ Без терми- -— 20 2
101-160 18331—73 ческой ботки обра- — 18 2
161—200 '— 17 2
/о=Н,-3<ЛГ
Профиль прес- АМТУ Без термп-
сованный * 527-66 ческой обра-
ботки — 22 2
Полоса прессо- ОСТ1 или /0=5,65 FB
ванная сечением 10***
до 130 см2 90037—71 То же 20 2
* Твердость НВ 40.
** /о—11.3 р ПрИ толщине полки до 10 мм-.
/о=5с?о при толщине полки более 10 мм.
*** При сжатии о'012сж =6,0 кгс/ллА
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу- фабри- ката Состояние Е G °пц °0.2 «в {1о~ = П,3/Л,) Ф J ®пц сж с0.2сж 5 в сж х0.3 тСр кгс-м/см2 ’4
кгс/см2 % | KZCjMM2 KSCjMM2
Лист Отожжен- ный (М) 4100 — — 14 22 8 — 12,5 0,5 7,5
лов.
Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-107 цик-
Глава 1. Магниевые сплавы
Деформируемые сплавы средней прочности
23
Физические свойства
Плотность d=1760 кг[м&.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 100—200 20—200
«•10е Ijepad 26,0 27,0 26,5
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 300 400
X. вт!м~град 126 130 138 134 134
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 200 300 400
с кдж1кг°град 1,00 1,05 1,13 1,17
Удельное электросопротивление
Температура °C 20
р-10® ом-см 6,12
Коррозионная стойкость
Сплав обладает повышенной коррозионной стойкостью, не склочен к корро-
зионному растрескиванию. Коррозионная стойкость сварного шва аналогична
Коррозионной стойкости основного материала.
24
Глава 1. Магниевые сплавы
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации Скорость деформации Допустимая степень деформации %
Прессование * 380—420 5—20 м/мин 80—96
Прокатка плит 430—480 1,44 м/сек Не более 35% за проход
Прокатка листов 350—480 1,2 м/сек Не более 25% за проход
Штамповка на молоте 350—450 —
Штамповка на прессе 300—450 —
Листовая штамповка 280—350 — —
Перед прессованием слитки гомогенизируют при 490°С в течение 12 час.
Штампуемость
Вид обработки Показатель деформации при температуре, °C
20 100 ISO 200 250 300 В50
Гибка* Минимальный радиус сгиба О | 1 1 вдоль > ; волокна <2 L поперек I волокна вдоль поперек| вдоль поперек вдоль поперек вдоль поперек вдоль । , поперек ВДОЛЬ поперек
7-8s — — 4 — 5s 5 —6s 3 —4s 4—5s 2-3s 3—4s 1,5—2s 2—3s 1- 1,5s 2- 2.5s
Вытяжка Коэффициент вытяжки -- 1,3—1,4 1,5—1,6 1,8—2,0 2,1-2,2 2,25—2,4
Отбортовка Степень отбор- товки - 1,2—1,3 1,6—1,7 1,8—1,85 1,9—2,0 2,1—2,2
Выдавка Степень выдав- кн, в % — 13—15 23—25 33—34 40—41 45-47
* Радиус сгиба при гибке на Z90°, l? = n-s; s—толщина материала
Деформируемые сплавы средней прочности
26
Глава I. Магниевые сплавы
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термиче- ской обра- ботки Наименование полуфабри- ката Режим отжига
температура нагрева SC выдержка час охлаждающая среда
Отжиг Лист 320—350 о,5 Воздух
Свариваемость
Метод сварки Присадоч- ный ма- териал Коэффи- циент грещшю- образо- вания А тр% Предел прочности сварного соединения ав Коэффи- циент прочности сварного соединения Угол загиба град
основного мате- риала сварного соеди- нения
Аргоно- дуговая сварка 5^3 ЛШ Основной металл 415 18 0,86 7»
Обрабатываемость резанием отличная
Применение
Сварные детали арматуры беизомаслосистем н детали несложной конфигу-
рации, не несущие больших нагрузок.
Детали из сплава М.А1 могут работать длительно при температурах до
150°С и кратковременно в условиях нагрева до 200°С
Деформируемые сплавы средней прочности
27
Частота,
Рис. 1. Кривые нормального распределения механических
свойств образцов из листов сплава МЛ1-М толщиной
2,6—10,0 мм; испытано 2994 образца.
Рис. 2. Кривые нормального распределения механических
свойств образцов из прессованных профилей сплава МА1
с толщиной полки 1,3—13,5 мм; испытано 511 образцов.
28
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 3. Механические свойства сплава МА1 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной, температуре £; os; Оу#)-
а — лист МА1-М:
Деформируемые сплавы средней прочности
29
Рис. 3. Механические свойства сплава МА1 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре £; аа; а02):
§ “ пруток прессованный.
30
Глава I. Магниевые сплавы
Рис. 4. Кривые выносливости сплава МЛ1 при консоль-
ном изгибе вращающегося образца; прессованная по-
лоса толщиной 20 мм:
О—О гладкий образец; ® — ® образец с надрезом
(ги — 0,75 мм, «к — 2,2).
Деформируемые сплавы средней прочности
3!
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ МА8
Химический состав в %
Мп Се Mg А! Си Be Ni Zn Si Fe Прочие примеси
не более
1,3-2,2 ОД 5 “0,35 Осно- ва 0,1 0,05 0,002 0,007 о,з{о,ю 0,05 оз
Механические свойства по ГОСТ, ТУ или ОСТ (не менее)
Вид полу- фабриката ГОСТ, ОСТ или ТУ Состояние в0,2 S °0,2 еж кгс)ммг
кгс/мм2 %
Лист толщи- АМТУ Отож- 4= 13,3 F0
ной (в мм): 228-67 жениый
0,6— 2,5 (М) 12 23 12 —
2,6—10,0 11 22 10
1,0-1,5 Полу- 15 23 8
1,6—3,0 на га рто- ванный (II) 14 22 6 8
Пруток прес- ГОСТ Без тер- /оs 5 <fo
сованный дна- 18351-73 мической
метром (в мм): обработки
8— 50 22 4 —-
51—100 21 3
101-160 — 20 2 —
161-20J •— 18 1 —
Профиль АМТУ То же /0=и,з /ТУ
прессованный с площадью 527-66 4=5 <4
сечения (и См2);
до 5 ** — 21 10
5,1—12** — 22*** 10
32
Глава i. Магниевые сплавы
Продолжение
Вид полу- фабриката ГОСТ, ОСТ или ТУ Состояние с0,2 Фв б °0,2сж кгс1ммг
кгс1мм2 %
Труба прес- сованная АМТУ 299-70 Отож- женная 23 4=и,з/К~ 8
Без тер- мической обработки 23 8
Полоса прес- сованная сече- нием (в смг): OCTI 90037—71 Без тер- мической обработки iQ —5^0
до 10,0 И 22 10 7
10,1- 15,0 10 21 10 6
15,1—130,0 10 20 3 6
Плита ката- ная толщиной (в мм): OCTI 90036—71 Без тер- мической обработки
12-20 И 21 10 6
21—32 '° 20 - 8 6
* * /о=И,3 FB при толщине полки до 10 мм;
lB=5d0 при толщине полки более 10 мм.
* * Н В 40.
* ** Для полых профилей не меиее 21 кгс!мм*
1
2606
Механические свойства при комнатной температуре
Деформируемые сплавы средней прочности
* Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-W циклов.
34
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких температурах
Вид Состояние Темпера- тура s0,2 (>в 6
полуфабриката испытания °C кгс/мм2 %
Лист толщиной 0,6—2,5 мм Отожжен- ный (М) 20 -40 17 25 31 4=н,зу 15 13
—70 32 11
Чувствительность к надрезу и перекосу
Вид полуфабриката Состояние Характер иагружеиия jT ’в Од “а
температура испытания °C кгс]ммг
-70 20 перекос, град
0 4 6
Пруток прессо- ванный диамет- ром 25 мм Без терми- ческой обра- ботки При ста- тической нагрузке 1,08 1,19 35 18,5 9
* Надрез ги=0,1 мм; ак=4,0
Физические свойства
Плотность d—1780 кг/м?.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 100—200 200—300 20—200 20—300
а-10® 11 град 23,7 К о э ф ф и t 26,1 ие и т теп 32,0 лопровод 24,9 ПОСТИ 27,3
Температура °C 20 100 200 300 400
Л вт!м-град 126 130 134 136 138
Деформируемые сплавы средней прочности
35
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 200 300 400
с кдж/кг-град 1,05 1,13 1,21 1,26
Удельное электросопротивление
Температура °C 20 100 200
р-10° ом-см 5,10 6,40 7,96
Коррозионная стойкость
Сплав обладает повышенной коррозионной стойкостью, не склонен к корро-
зионному растрескиванию. Коррозионная стойкость сварного соединения анало-
гична коррозионной стойкости основного материала.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации °C Скорость деформации Допустимая степень деформации %
Прессование * 380—420 5—20 м/мин 80—96
Прокатка плит 430—480 1,4 м/сек Не более 35% за проход
Прокатка листов 350—480 1,2 м/сек Не более 25% за проход
Штамповка на молоте 350—450 «в»
Штамповка на прессе 300—450
Листовая штамповка:
МА8-М 280-350 — СТС
МА8-Н 230-250 —
* Перед прессованием слитки гомогенизируются при температуре 490°, вы-
держка 12 час.
Пластичность сплава в горячем состоянии высокая,
3*
Штампуемость
Показатели деформации при температуре, °C
Вид обработки 2 ) 100 150 200 250 300 350
вдоль волокна1 1 поперек ! j волокна вдоль поперек। ВДОЛЬ ' поперек ( ! ! ! ; ВДОЛЬ поперек ВДОЛЬ 1 ! поперек вдоль поперек 1 вдоль \ поперек
Гибка * Минимальный радиус гибки 5-6s 4,5- —5s — 4—5s 3,3— 3,5s 3—1s 2,5- -3 2,5- -3s 2- -2,5s 2- -2,5s 1,5— —2s 1,5- —2s 1,5- -2s
Вытяжка Коэффициент вытяжки 1,35—1,50 1,6- -1,8 1,9- —2,0 2,1- -2,2 2,3- -2,6
Отбортовка Степень отбор- товки 1,3—1,4 1,7- -1,8 1,85- -1,95 2,0- -2,1 2,15—2,2
Выдавка Степень выдав- ки, в % 1 3—15 23- -25 33—34 40-41 45—47
Радиус сгиба при гибке иа <90°, ft=n-s, s— толщина материала.
Глава 1. Магниевые сплавы
Деформируемые сплавы средней прочности
37
Рекомендуемая термическая обработка
Листы поставляются в отожженном и полунагартованном состояниях, тру-
бы— в отожженном состоянии и без термической обработки; остальные полу-
фабрикаты поставляются в состоянии без термической обработки.
Термическая обработка для снятия напряжений
после деформации и сварки
Вид термической обработки Вид полу- фабриката Темпера- тура °C Выдержка час Охлаждаю- щая среда
Отжиг Лист 320—350 0.5 Воздух
Неполный отжиг То же 260—290 0,5 Воздух
Отжиг Сварное соединение 250—280 0,5 Воздух
i
Свариваем ость
' Коэффи- Предел прочно- сти свар- ного со- единения <Тв кгс]мм2 < « £ и о Угол загиба град
Метод сварки Термиче- ская обработка Присадоч- ный мате- риал циент трещино- образо- вания Коэффицие! прочности с ного соедин основного мате- риала сварного 1 соедине- 1 НИЯ |
Аргоно- дуговая сварка Отжиг прн 250— 280°, 0,5 час Основной металл ^45 14 0,60 35 40
s = 3 ММ МА2-1 <35 18 0,75 35 60
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Листы для обшивки деталей внутреннего набора; плиты для панелей са-
молетов, штамповки для деталей сложной конфигурации.
Профили н трубы для изготовления деталей арматуры бензо- и маслосистем
и внутреннего набора.
Детали из сплава МА8 работают длительно при температурах до 200°С и
Кратковременно — до 250°С.
38
Глава 1. Магниевые сплавы
ошэяь
10 1J 12 15 Я 15 (б 1? 18 Г9 20 б0|2 хгс/мм ‘
в Ю 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 8°/о
Ряс 1. Кривые нормального распределения механических
свойств листов толщиной 0,6—2,5 мм из сплава МА8-.М. Ис-
пытано продольных образцов:
на ов и 8 — 12272; на ~~ 2®^-
Рис. 2. Кривые нормального распределения механических
свойств листов толщиной 2.6—10,0 мм из сплава МА8-М.
Испытано продольных образцов:
из ов и 6 - 1(йб; на — 338.
40
Глава 1. Магниевые сплавы
Частота
Рис. 3. Кривые нормального распределения механических
свойств плит толщиной 21,0—40,0 мм из сплава МА8.
Испытано 346 продольных образцов.
Деформируемые сплавы средней прочности
41
Рис. 4. Кривые нормального распределения механических
свойств профилей с толщиной полки 1,0—18,5 мм из сплава
МА8. Испытано 9662 образца.
Рис. 5. Кривые нормального распределения механических
свойств прутков диаметром более 50 мм из сплава МА8.
(А.ЧТУ 516-65 заменены ГОСТ 18351—73)
42
Глава 1. Магниевые сплавы.
Частота
Рис. 6. Кривые нормального распределения механических свойств
полос сечением 15,1 см2 и более из сплава МА8. Испытано
312 продольных образцов.
Деформируемые сплавы средней прочности
43
Рис. 7. Механические свойства при высоких тем-
пературах сплава МА8 (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре: £; ав;
а — лист отожженный толщиной 0,6—2,5 мм;
44
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 7. Механические свойства при высоких тем-
пературах сплава МА8 (в % °т соответствующих
свойств при комнатной температуре Е; ав; ао,2;
& ~~ пруток прессованный диаметром 25 мм.
Деформируемые сплавы средней прочности
45
Рис. 8. Кривые длительной прочности прессованного прутка
диаметром 25 мм из сплава МА8 (ав “25 кгс/жж2;
а.е=2о%).
Рис. 9. Кривые ползучести прессованного прутка диа-
метром 25 мм из сплава МА8 при температуре 100°С.
25 кгс!мм2-, 6ю=20%).
Рис. 10. Кривые ползучести прессованного прут-
ка диаметром 25 мм из сплава МА8 (оа20’ =
-25 kscImm2-, 6!0 — 20%) при температуре 150°С
Рис. II. Кривые ползучести прессованного
прутка диаметром 25 мм из сплава МА8
(a^°°=25 кгс/мм2; б1о = 20°/о) при темпера-
туре 200°С.
Деформируемые сплавы средней прочности
Рис. 12. Кривые ползучести листа толщиной 2 мм из
сплава МА8-М (ав —24,5 кгс!ммг; б10=18,5%) при
температуре 100°С.
48
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 13. Кривые ползучести листа толщиной 2 мм
из сплава МА8-М (а®* =24,5 кгс/мм2; 6ю=18,5°/о)
при температуре 200°С.
Деформируемые сплавы, средней прочности
Рис. 14. Малоцикловая усталость образцов с отверстием
из листов сплава МА8-М толщиной 2 мм. Поперечные об-
разцы (ов=25,5 кгс!мм2, бю=18%).
50
Глава I. Магниевые сплавы
Рпс. 15. Диаграммы растяжения до предела текучести сплава
МА8-М при комнатной и высоких температурах (лист тол-
щиной 2 мм с минимальными свойствами).
Деформируемые сплавы средней прочности
51
Рис. 16. Диаграммы растяжения до предела текучести сплава
МА8-М при комнатной и высоких температурах (лист
толщиной 2 мм с типичными свойствами).
4«
52
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 17 Диаграммы смятия до предела текучести
сплава МА8-М при комнатной и высоких тем-
пературах (лист толщиной 2,0 мм с типичными
свойствами).
Деформируемые сплавы средней прочности
53
Рис. 18. Влияние температуры и времени выдержки
при отжиге на механические свойства горячекатаных
листов из сплава МА8 при 20°С.
54
Глава I. Магниевые сплавы
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ МА2
Химический состав в %
А1 Мп Zn Mg Си Ni Si Fe Be Прочие примеси
не более
3,0—4,0 0,15—0,5 0.2- 0,8 Основа 0.05 0,005 0,10 0,05 0,002 0,3
Механические свойства по ГОСТ, ТУ или ОСТ (не менее)
Вид полу- фабриката ГОСТ, ОСТ или Состоя- ние °0,2 в« 6 (4 = 5 dB) а0,2сж ИВ
ТУ кгс}мм2 % кгс/мм2
Пруток диа- метром (в мм); 8—100 ГОСТ 18351-73 Без терми- ческой обра- ботки 13 25 6
101-160 13 23 5 —
161-200 — 22 5 — —
Полоса сече- нием до 130 см2 ОСТ1 90037—71 То же 13 23 4 = 5,65 f 6 8 —
Профиль прессованный АМТУ 527-66 — 24 6* — 42
Штамповка весом (в кг): ОСТ1 90010—70 » /о — 5 d$
до 30 — 25 5 — 45
30—100 — 24 5 — 45
Поковка ве- сом (в кг): до 50 более 50 ОСТ1 90010—70 Без терми- ческой обра- ботки 1 i 24 23 4=5 da 5 4 — 45 45
при толщине полки более
* При толщине полки до 10 мм 4=11,3 у Го,
10 мм 4=5(4.
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу» фабри- ката Состояние Е G а!1Ц э0,2 «в Ф £Сж ®пц сж а0,2сж 4,3 4р ая *
образцы
глад- кий с над- резом
кгс/мм2 % кгс]мм2 кгс-MjcM? кгс)мм2
Пруток диаметром до 100 мм Без тер- мической обработки 4300 1600 8 18 28 5 dQ 10 з: 4500 6 10 6 19 16 1.2 11 8
4= 11,з/Л,
4=5 da
Профиль То же 4300 1600 7 17 27 12 30 -- •— 6 17 15 1.2 —
4=11,3/74
Полоса — — -- 16 26 8 5 d$ 26 — 10 6,5 17 16 1.0 — —
Штам- повка 4300 — 8 17 27 8 24 — — — — 16 0.9 — —
* Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-107 циклов. Над-
рез Гц=0,75 мм, а к =2,2.
Деформируемые сплавы средней прочности
ся
56
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства прутков при высоких температурах
Вид полу- Темпе- ратура Е в0,2 ов ®ю G хпц "'п т0,3
фабриката нпя °C кгс/мм2 кгс/мм2 % кгс/мм2
Пруток дна- 20 4300 0,34 16 27 16 ,1600 4 19 7 14,5
метром до 80 мм 75 3850 0,37 12,5 23 24 1400 4 19 7 13,5
100 3600 0,39 11,5 21 25 1300 3.5 16,5 6 13
125 3300 0,44 9,5 18,5 33 1150 2,5 14,5 5,5 12,5
Механические свойства
прутков при низких температурах
Вид полуфабриката Состояние Темпера- тура испы- тания 57 85 ая кгс-м/см2
°C кгс/мм2 %
Пруток диамет- Без термине- 20 27 36 16 1,2
ром до 80 мм ской обработ- ки —40 30 37 20 14 0,9
—70 31 38 18 13 0.7
—196 40 — — 2,5 0,4
Физические свойства
Плотность rf = 1780 кг[м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20-100°
а» 10е 1/град 26,0
1
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 300 400
X вт/м-град 96Д 101 105 109 ИЗ
Деформируемые сплавы средней прочности
57
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 j 200 , 300 350
с кдж/кг-град 1,13 1,17 1,21 1,26
Коррозионная стойкость
| Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Имеет
йебольшую склонность к коррозионному растрескиванию.
i
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Сплав деформируется в горячем состоянии. В интервале температур 275—
400°С он обладает высокой пластичностью.
Вид обработки 1 ‘ Температурный интервал деформации i °С 1 Скорость деформации MjMUH j Максимально | допустимая сте* 1 пень деформации ' %
Ковка 440—350 : — —-•
Протяжка : — — 25
Прессование 380-320 - 5—20
Рубка на молоте 440—320 i —
Штамповка на моло- те и механическом ко- вочном прессе J 430—340 : — i
Штамповка на гидрав- лическом прессе 420—320 — / —
Нагартовка на моло- те и прессе 230—250 \ — г —
Рекомендуемая термическая обработка
Сплав термической обработкой не упрочняется.
Свариваемость
Сплав сваривается аргоно-дуговой и контактной сваркой.
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали для длительной работы при температурах до 150°С и кратковремен-
ной — до 2ОГС.
Рис. 1. Кривые нормального распределения механических свойств
полос сечением 32X410 мм нз сплава МА2:
а — вдоль направления прессования: испытано 166 образцов.
Глава 1. Магниевые сплавы
1 4 6 8 10 П 14 16 18 ZO #%
Деформируемые сплавы средней прочности
Рис, I. Кривые нормального распределения механических свойств
полос сечением 32X410 мм из сплава МА2:
б — поперек направления прессования; испытано 173 образца.
60
Глава 1. Магниевые сплавы
бкгс/мм?
Рис. 2. Диаграммы растяжения до предела текучести
прутка диаметром 80 мм из сплава МА2 при комнатной и
высоких температурах.
Деформируемые сплавы средней прочности
61
Рис. 3. Диаграммы растяжения прутка диаметром 80 мм из
сплава МА2 при комнатной и высоких температурах.
62
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 4. Диаграмма сжатия прутка диаметром 80 мм
из сплава Л1А2 при комнатной температуре.
Деформируемые сплавы средней прочности
Рис. 5. Влияние температуры испытания на мо-
дуль нормальной упругости, модуль сдвига и
коэффициент Пуассона прутка диаметром 80 мм
из сплава МА2.
64
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 6. Механические свойства при высоких темпера-
турах сплава МА2 (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре):
а~’0,2: ^-’в '
реформируемые сплавы средней прочности
Рис. 7. Малицикловая усталость при асимметричном растя-
жении цилиндрических образцов прутка диаметром 80 мм из
сплава МА2 при комнатной температуре.
26, и;
66
i .шва 1. Магниевые сплавы
Рис, S. Кривые выносливости при консольном изгибе вращаю-
щегося образца из прессованного прутка диаметром 22 -ил
из сплава МА2 при комнатной температуре *;
О — прессованный пруток в исходном состоянии; А — прессованный
пруток, гомогенизированный при 375°—-4 час+420°—16 час; t — прес
сованный поуток, степень деформации 51,2: 60,4; 80,3%.
* С. Л. Жуков, Б. Н. Васильев и др. Выносливость маг-
ниевых сплавов, ОНТИ ВИАМ, 1966.
Деформируемые cii.laai-i средней npoHHOClil
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
МА2-1 и МА2-1п. ч.
Химический cuciae в %
Сплав А! VIII Mg Си Be Ni не Si боле ...'LL а Прочие примеси
МА2-1 3,8— -5,0 0,8- -1,5 0,3— —0,7 Оо нова 0,05 0,002 0,004 0,10 0,04 i 0,3
МА2-1П. ч. 3,8- -5,0 0,8- -1,5 0,2— -0,6 Ос- нова 0,01 0,002 0,001 0,01 0,005i I 0,1
Механические свойства ч<> ГОСТ, ТУ или ОСТ (не менее)
Вид полу- фабриката ГОСТ, ОСТ или ТУ 1 Состояние 1 ! J0,2 j а ! 1 : ^0,2 ежг
кгс/мм2 1 кгс/мм?
Лист толщи- ной (в мм): 4= 11,з/?7 i
0,8—2,6 2,6—10 АМТУ 228-67 * Отожжен- ный (М) 16 15 26 26 10 8 i i
/о—5,65/ Fo ! i
Полоса прес- сованная сече- нием до 130 сж"‘ ОСТ1 90037—71 Без тер- мической обработки 15 25 6 э ; - j
/о=11,3/>о
Труба прес- сованная АМТУ 299-70 Отожжен- ная (М) Без тер- мической обработки 26 26 9 9 ! i i !
Плита тол- щиной (в мм): 1о=5йп । 1 !
12—20 ОСП То же 14 25 7 > 8 ! —
21—32 90036—71 14 25 6 8 ! -
5*
ОЗ Глава 1. Магниевые сплавы ” Продолжение : , ! 1 1 | Вид полу- I Состояние 1 °0'2 i 6 °°'2сж. 1Ш фабриката ; rv ? _ _>
! 1 кгс/мм.2 | % , кгс)мм2
- - - = 1 - < i | ' Пруток прес- ГОСТ । Вез гер | : еованный диа- , 18351 73 . мической ; ' 1 —nd. метром (в л/.w): ' 1 обработки ; ; 1 ° 8—100 15 2S! 8 - 10! 160 j I j 15 i 26 8 ! - 161— 200 j | ~~ i | 5 . _ , » ! i I Полка до 1 Профиль АМТУ j » j ( 10ш/ , прессованный 527-66 * < : . сечением (в 1 i /о—11,3у Го! СМ2}'. 1 1 У | до 5 I j 16 1 27 Полка свы-1 — „ . id ад ше 10 мм 1 Г5Р6 4=5 d0 ! “ i I 1 i 8 ! 1 ! 1 ! 1 тп 1 ПГТ1 1 » ; ’ 4=5 da i Штамповка i ОС 11 i » . ; । весом (в кг): > 90010—70 : _ ! jg ; у до 30 ! ; - 25 । 7 30-100 J - 24 : 6 более 100 ; j j [ [ I 1 j i /o“5rfo Поковка ве OCTI 1 * I ' сом (в кг). 90010—70 t i - i 25 i 6 — до 50 j — | 24 j 5 более So i ! j 1 i 47 - 42 50 50 50 50 50
* Только для сплава МА2-1.
Механические свойства сплавов МА2-1 и МА2-1п. ч. при комнатной темиерату ре
Вид полу- фабриката 1£ Состояние ! G «пц 30,2 ®в б 5 ф ^СЖ °пц сж а0,2 сж 'о.З ’ср аи ах обр 1, эзцы i S 03 о
KZCjMMt2 % кгс/мл? кгс-м/см2 5 « 2 сп О П-
.0 KscjMM2
Лист толщи- ной (в мм): 0,8—2,5 2,6—10 Полоса прес- сованная сече- нием до 130слг Труба прес- сованная Плнта тол- щиной 12 — 32 мм Пруток прес- сованный диа- метром (в мм): 8—100 101—160 Профиль прессованный с площадью се- чения (в см2): до 5 ' " 5,1 — 12 Отож- i женный i (М) Цооо Без тер- । мической 14250 обработки 1 То же — » 14200 Беа тер- мической । обработки -4300 » -4300 ! Г — 1600 1600 8 — 9 17 17 18 18 16 18 17 18 17 27 27 27 28 27 28 27 29 28 /о== J 1,3 |/ F0 14 12 Zo-11.3/Fo И) /о =11, fo 10 12 12 10 Полка до ! 10 мм __J la 11,3 у f о i 12 ' Полка свы- i . ше 10 мм I la=5d0 : 10 21 22 20 24 - 24 4400 — 6 5 ! 1 10 9 8,5 ~~ ! 6,0 6 6,5 LL ; S q 1 q I 1 16 15 16,5 0,6 0,7 0,8 11 10 8
♦ Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе “’•Ю" пиктов Над-
рез г — 0,75 Or—2-2 ... ’
Деформируемые сплавы средней прочности
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства листов при низких температурах
Вид полу- фабриката Состояние Темпера- тура ис- пытания °C 0f2 иг с; .. %
МИ2
Лист ТОЛЩИНОЙ Отожженный 20 17 V 12
МЛ', (М> - 183 28 36.5 4,5
—196 31,5 3S 2,5
-253 ~ 32 43 2,5
Малоцикловая усталость
, ®miu
(пульсирующее растяжение -др~—
~ 0. Ц == Яцикл/мин.)
Вид полу- фабриката 1 j ; Состояние ! i .i Темпера- i тура ИС" ! пытания 1 °C • 0 ° max а,. ®шах | кгс}мл$ 1 ы * циклы
Плита толщи- ной 27 ,и.« 1 к- 1 । Без термине- ' I ской обработки : 20 ! 0,7 19 1200
* Цилиндрический образец с надрезом (гн=0,75 мм; ак~2,2).
Чувствительное^ к надрезу
Вид полу- фабриката ' Состояние j 1 ’"/«г 35
Характер нагружения темпера- тура ис- пытания °C кгс/мм?
при угле перекоса град
1 -•-70 . 20 1 о 4
Плита толщи- ! 1 : Без терми- При статиче- ) СО ’ 1,07 29 25
ной 27 ли j ческой обра- 1 ботки 1 ской нагрузке !
Нялреэ rw»O,l цк=4.О.
Деформируемые сплавы средней прочности
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
1 i ±ИоепЛЛЬп 1 Ползу- S. ; ная проч- , чест> 1 j ность ! i . ... ' . Выносли вость кгс/лиа
Вид полу фабриката Состояние О- кгс)ммг образцы Дг ! & 3^ «
! Темпера’ 1 ог> 1.Л _ «г, { °0,2/5 j °0,2/30 5S ф О_1 I с « . ~ - и.?е:- 1 ? ш
Плита тол- Без терми- 20 ! । f
щиной 12— ческой обра- 100 15,5 13,0 is!? -
30 мм Сотки 150 200 11,0 6,0 8.5 ; 4 ! 2 4,0 } 1 ! - 5 2,5
* Предел выносливости (о-i) определялся при знакопеременном изгибе
вращающегося образца на базе 2-10? циклов.
** Надрез г—0.75 мм; ак =2,2.
Физические свойства
Плотность d=1790 кг/л3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура ! °C i 20—100
«•10е 1/град i 26,0
Коэффициент тепл оприводНО С т н
Температура 20_1(Х) 25 | 1 100 i 200 s 1 ! 300 ! 400 1 i
: ! 1 >. вт/м-ерад i — i 83,8 > ! i I ! 88 i 92.2 1 (01 ' № > <
Удельная теплоемкость
Температура 1(ю ‘ °С i 200 300 350
1 1 с кдж!кг.град 1,09 1 1 М3 ! 1,21 i 1,26
Глава Г Магпиевые сплавы
Удельное электросопротивление
Температура
°C
р-106 iw см
\
j
т
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Более скло-
нен к коррозионному растрескиванию, чем сплав МА2. После отжига прн 250—
350°С склонность листового материала к коррозионному растрескиванию значи-
тельно снижается. Коррозионная стойкость сварных швов аналогична коррози-
онной стойкости основного материала.
Технологические данные
I о р я ч а и о б р а б и г к л
дан л е н и е м
Вид обработки Температурный ингер вал деформации °C i j Скорость деформации ! м/мин
I (рессование 320--380 1 5^—20
Прокатка плит ТОО— 430 —
Прокатка листов 360—400 —
Ковка и штамповка на молоте 420-350
Ковка и штамповка па прессе 420—.WI i 1
Листовая штамповка 260—300 1
Штампуемое ть с п л а в t> в МА2-1 и МА2-1 п. ч.
Температура, °C
Вид обработки; 20
степень деформации ВДОЛЬ волокна поперек ! волокна
150
5 200 !
250
300
Гибка i 6 — 1 8
Минимальный радиус сгиба 5 --6 s
Вытяжка
Коэффициент вытяжки
Отбортовка
Степень отбортовки
Выдавка i
Степень вычавю; t %
О 5 О к 1 о ОЗ | й § и С2 О с
4- -5 s о- 6 s i 3—4 s |4—5 s 2-3 s 3-4 s 1,5
1 —
],3- .,4 1,6—1,75 1,8—1,9
— ... —
.,з 1,5--1.6 1,8— 1,85
,5. 7 23—25 31
2,0—2,1
40—42
—2 s
1,9—2,0
Деформируемые сплавы средней прочности
i лава 1. Магниевые сплавы
Рекомендуемая г е р м и ч е с к а я обработка
Вид термической ! Температура Выдержка Охлаждающая
обработки °C час среда
Отжиг после обработки \ давлением и для снятия напряжений после сварки 1 ! 250—280 0,5 Воздух
С н а р и о л е мое г ь
Метод сварки I Присадоч- ; ный ма- J териал Коэффи- циент грещино- образо- вания А\р % Предел прочности сварного соединения кгфлм2 Коэффи- циент прочности сварного соединения Угол изгиба град
ОСНОВ- НОГО ма- териала сварного соеди- нения
Аргоно- дуговая сварка ! Основной j металл 630 22 0,8 50 65
з43 Mt
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали для вертолетов, оперение, люки, створки, дверцы, сиденья, детали
внутреннего набора самолетов и панели.
Сплав применяется для длительной работы при температурах до 1‘50°С и
для кратковременной — до 200°С.
Деформируемые сплавы средней прочности
Частата^о/о
11 /? fJ /4 1S 16 11 ifi 19 20 60tKZCj^
Рис. I. Кривые нормального распределения механических
свойств отожженных листов толщиной 3,1—10 мм из спла-
ва МА2-1
Глава i . Маениеани: uulatibl
Рис. 2. Кривые нормального распределения механических свойств
отожженных листов толщиной 0,8—3,0 мм из сплава МА2-1.
Испытано 697 образцов.
Деформируемые сплавы средней прочности
V- а - продольные образцы; б — поперечные гбразцы.
78
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 4. Механические свойства прессованных прутков из сплава
МА2-1 при высоких температурах (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре):
и - % ОТ Е; б — % от у,: в — % от
Деформируемые сплавы средней прочности
Рис. 5. Кривые выносливости при 20 и 150°С * при кот
сольном изгибе вращающегося образца из прессованной
плиты из сплава МА2-1;
° - 20°С. гладкий образец; • — 20°С. образец с надрезом; Л -
!50°С, гладкий образец
* С. Л. Жуков, Б. Н. Васильев и др. Выносливость
магниевых сплавов, ОНТИ ВИАМ, 1966, стр. 9
so
Глава 1. Магниевые сплавы
во?,кгс/мм2
о ; г з */
В ыуержка , час
Рис. 6. Влияние температуры и времени выдержки при
отжиге на механические свойства горячекатаных листов
из сплава МА2-! при 20°С.
Деформируемые сплавы средней прочности
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
МА20 (ВМД8)
Химический состав в %
7п ; Се 1 Zr С" . N1 ' Те , Si : 1 1 1 I Be i i Прочие примеси
i не более
1,0 1.5 '0,12--0,25 |0,05— 0,12 Осно- ва 0,02 S 0,0051 0,03 [ 0,1 | i 1 । i / 002i i 0,3
Механические свойства по ТУ или СТУ
Вид полу- фабриката ТУ или СТУ Состоя- ние : ’0,2 1 6 ( -'о= 11,3/То) % '"‘0/2 сж
} кгс!мм2 кгс]мм2
Лист толщи ной 0,6— 10,0 мм ТУ ОГ1 1 9-419 72 Отожжен- ный (М) \ 16 23 18 12
Плита ката- ная толщиной 20—30 мм ГУ оп 1 -9-230-72 Без терми- ческой обработки 1 12 1 20 20 —
Пруток прес- сованный диа- метром до 160 мм СТУ ОП 13-3-71 То же ! 13 25 /о = 5 d0 20 8
Полоса прес- сованная сече- нием до 130 см2 СТУ ОП 13 3-71 » 18 28 20 8
Профиль прессованный сечением до 12 см2 СТУ ОП 13-3-71 18 26 А)= 11,3/^ /о " 5 d$ 20 8
* 1о=11,3/Fo при толщине полки до 10 мм.
lo~5clo при толщине полки более 10 мм.
6 2606
Механические свойства ври комнатной температуре
Вид
полуфа-
бриката
состоя-
ние
кгс/мм*
Плита
толщиной
30 м.м
। Без тер-
* мнческой
обработки
20
Лист
щиной
3 мм
тол- Отож- j
2— женный '
I при 200°С, ,
| 1 час ;
4100 10
161
24
20
4014-200
Ц100
s
вращающегося образца
на базе 2-10'' циклов.
Глава 1. Магниевые сплавы
Предел выносливости определялся при консольном язгибе
** Надрез г=0,75 мм, ак=2,2.
*** Предел выносливости при пульсирующем растяжении.
*** Образец с отверстием dOw. ~~3 мм, ширина образца (5 мм.
Деформируемые сплавы средней прочности
83
Механические свойства при —70°С
Вид полу- фабриката Состояние ’0.2 кгс/мм2 - б (/±= 1 [Д/ — н
кгс-м/см2
Плита толщи- ной 30 мм Без термиче- ской обработки 16 27 10 1
Лист толщиной 2 мм Отожженный при 360°С, 1 час 17 31 20 —
Пределы ползучести и длительной прочности
Вид полу- фабриката Состояние | Температура j испытания ! °C — Ct ое i ! • ’0,2/103 1
— J _ . ! j — кгс/мм2 1
Плита толщи- 1 Без термине- 160 — 6,5
ной 3tt мм окон обработки : 150 7 4
Лист ТОЛЩИНОЙ ; Отожженный 100 12 8
2 мм 1 при 25О°С. 1 час 150 6 i 2
Чувствительность к надрезу
| При статической ; нагрузке ’ ! н* Вид полу- “ Состояние фабриката Прн повторных нагрузках ’-1
Те 1 1 —70 — _ i мпература испытания °C 20 ' 150
i i ; Плита толщиной Без термичес- J 1,0 ! 1,15 30 мм ) кой обработки < Лист толщиной 1 Отожженный ' 0,8 1 1,00 2 мм 1 при 250°, 1 час ' । । 1 1,33** ; 1.66*** 1.5 5
Надрез при статической нагрузке г н —0,1 мм, ак^=4,0.
** Надрез при повторных нагрузках гн —0,75 мм, ак=2,2.
Образец с отверстием йогв^З мм, ширина образца 15 мм,
6*
Глава 1. Магниевые сплавы
Малоцикловая уоалость при комнатной температуре
Вид полуфабриката : Состояние gr!i ах Св Зтах KSCjMM2 N циклы
- — —— . 1 _ _ 1 — —— ————-
Плита * толщиной 30 чм 1 Без терми- : ческой обра- । 0,5 11,5 3800
ботки ? 0,7 16 1000
ЛИС1 ** толщиной 2 мм 1 Отожжен- ; i ный при 250°, j 0,5 11,5 4200
j 1 час | 0,7 16 1200
* Цилиндрический образец с круговым Образцы с отверстием ак--2,6. надрезом. 04 к -2.2.
Физические свойсша
Плотность d = 1760 кг;лГ.
Коэффициент т е р м и ч е с к ого линейно Температура 20—100 , 100—200 । 200—300 i i i ! 1 | а-106 Цград \ 29,1 | 29,4 i 31,0 i ! i Козф ф и ц и е н т 1 епл о п р овод го расширения 20—200 ' 20—300 29,2 , 29,8 Н О с т и
j ; Температура J 20 10Q °C ,1х 1 ___Jj _L А вт!м-град i 136 138 1 ; У дельная гег 200 140 л о е м к о с т 300 , 400 1 1 142 142 ь
Температура | 200 ' 300
1 с кдж!кг-град | 0,963 1,11 j 1,21 1
Удельное электросопротивление при 20°С <> = 4,98-ГО6 ом см.
Реформируемые сплавы средней прочности
85
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью, не склонен
к коррозионному растрескиванию. Коррозионная стойкость сварного соединения
аналогична коррозионной стойкости основного материала.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации °C Скорость 1 деформации ! Допустимая степени деформации %
Прессование 3! 0—390 1 5—26 м/мин - 80—95
Прокатка плит 350—390 1,4 м/сек —
Прокатка листов 350—390 1,2 м/сек Не более 50%
Листовая штамповка 150—250 _ 1 за проход
Пластичность сплава в горячем состоянии высокая; при комнатной темпе-
рагуре возможна штамповка деталей несложной формы.
Штампуемость
Температура, °C
Вид обработки; степень деформации Гибка * Минимальный радиус сгиба 2 1 100 150 200
; । вдоль ! i волокна со а о S а? о С к; О О с га 3,0 s вдоль ! волокна J Р. поперек j волокна О ! ' ] ВДОЛЬ Сч/ ( и< , волокна „_„со L .... . ; О поперек К волокна со 1 вдоль I ° 1 волокна | ... . ~ j поперек 1 - волокна
Вытяжка Коэффициент вытяж- ки 1,25 1,75 2,20 2,40
Отбортовка Степень отбортовки 1,25 1,75 2,15 3,25
Вы давка j Степень выдавки в % | ,о> * Радиус сгиба при гибке не 90° R 10 = «s; j 1 2!) — толщина ! i зо материала.
Глава 1. Магниевые сплавы
Рекомендуемая термическая обработки
Листы поставляются в отожженном состоянии, остальные полуфабрикаты -
в состоянии без термической обработки.
Снятие напряжений после дефор лтац hi.
. , ;
Вид термине- ' Вид полу- i Температура • Выдержка Охлаждаю-
ской обработки • фабриката i °C 1 час щая среда
J________________I_________1
Отжиг ' Лист ! 260*10 ; 1 ; Воздух
! i
После операции сварки конструкции не требую: снятия напряжений
Свариваемость
Метод сварки Состояние Присадоч- ный ма- териал Коэффициент трещинообра- зования KTF, % Предел прочности сварного соединения кгс/мм2 —70° | 20° 1 Коэффициент I прочности свар- I кого соединения основ- ноги ма ° териала -g ~ ft Си сварно- % | го соеди- । 1 нения ' * ’
ААрДЭС (ИНП) Отжиг при 250°С, 1 час Проволока ’ Св1 Проволока <10 <15 1 24 i 21,5 i 24 j 21,5 0,9 0,9 1 , 80 , 60 70
, Св2 Г \ : и :
i । । ,
* Толщина s—2 мм.
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Для сварных деталей сложной геометрической формы, работающих длитель-
но до температуры 150°С п кратковременно — до 200°С
300 с
Деформируемые сплавы средней прочности
Рис. I. Механические свойства сплава МА20 при высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре: Е, о1Щ, ffo.2'
«--плита катаная толщиной 30 ям:
---- испытание на растяжение;--испытание на сжатие.
Глина Г Магниевые сплавы
Рис. 1. Механические свойства сплава МА20 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре: о02, о'в):
б — лист отожженный толщиной 2 мм.
-— испытание на растяжение;---испытание на сжатие.
Деформируемые высокопрочные сплавы 89
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ
В эту группу входят сплавы МА5, МА14 (ВМ65-1), МА15
1ВМДЗ) и МА19 (ВМД6). Сплавы МА5 и МА14 упрочняются тер-
мической обработкой. Технологическая пластичность высокопроч-
ных сплавов, за исключением сплава МА15, ниже, чем у средне-
прочных, но они достаточно хорошо обрабатываются прессовани-
ем и объемной штамповкой. Сплав МА 15 имеет высокую техноло-
гическую пластичность и может обрабатываться прокаткой для
получения плит и листов. Сплавы МА5 и МА 15 свариваются кон-
тактной и аргоно-дуговой сваркой, а сплавы МА14 и М.А19 —
только контактной сваркой. Коррозионная стойкость высокопроч-
ных сплавов удовлетворительная. Склонность к коррозии под на-
пряжением сплава МА5 повышенная, и поэтому его применение в
некоторых случаях ограничивается. Сплавы МА15, МА14 и МА19
незначительно склонны к корозии под напряжением. Сплавы
МА15, МА5, МА19 предназначаются для изготовления деталей,
длительно работающих при температурах до 150° и кратковремен-
но — до 200°.
Сплав МА14 рекомендуется для деталей, работающих до 125°.
Наиболее высокие механические свойства, особенно предел те-
кучести, при комнатной и высоких температурах среди высо-
копрочных сплавов имеет сплав МА 19.
Прессованные полуфабрикаты из сплава МА5 поставляются в
горячепрессованном и закаленном (Т4) состояниях. Полуфабри-
каты из сплавов МА15 и МА19 поставляются без термической об-
работки.
Сплав МА14 получил наиболее широкое применение для дета-
лей узлов управления, панелей, штампованных барабанов авиа-
колес и других нагруженных деталей. Полуфабрикаты из сплава
МАИ поставляются в искусственно состаренном состоянии (Т1).
Прутки, профили, полосы, панели и штамповки применяются для
изготовления нагруженных деталей летательных аппаратов.
Сплав МАШ рекомендуется для тех же целей, что и сплав
МАИ, но имеет более высокие прочностные свойства при комнат-
ной и высоких температурах. Сплав МА15 обладает меньшей
прочностью, чем другие высокопрочные сплавы. Этот сплав в виде
прессованных полуфабрикатов, поковок и штамповок, катаных ли-
стов и плит может применяться для нагруженных деталей лета-
тельных аппаратов, в том числе для деталей и узлов, подвергаю-
щихся сварке.
90
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 1, Влияние температуры испытания на предел проч-
ности деформируемых магниевых сплавов ггри кратко-
временном растяжении.
Прессованные прутки.
Деформируемые высокопрочные сплавы
Рис. 2. Влияние гелтературы испытания на предел текучести
дефор?4ируемых магниевых сплавов при кратковременном рас
тяженни.
Прессованные прутки
МД 19
Ряс. 3. Пределы прочности, текучести и выносливости дефор-
мируемых магниевых сплавов:
0^0,2 IW! ’в
Предел выносливости на базе Дт “2 107 циклов: « --« гладкие образ-
цы; °-------------------° образцы с надрезом.
Деформируемые высокопрочные сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ MAS
Химический состав в %
i Al Мп : Zn 1 Mg 7,8—9,2 0,15—0,5 0,2- 0,8 !Осно- ! ва " Си Ni Si Be i Fe Прочие примеси
0,05 0,005 не более 0, iO 0,002 0,05 > (i,3
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид полуфабриката ГОСТ > Состояние L 30,2 1 о в ( %
кгс[мм? j
Пруток прессованный диаметром (в мм): ГОСТ 18351—73 Закаленный (Т4) - - /о = 5 da
5—100 101—160 19 18 30 j 28 1 б 5
161—200 Без термине- 27 4
5—100 101—160 ской обработ- ки 19 18 30 28 ' С
161—200 27 ; । 4
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу- ' —Г" Состояние ; Q °пц ^0.2 | as | ф
фабриката кгс/мм2 । кгс/мм2 %
Пруток Закален-! 4300 1600 0,34 13 22 31 8 20
прессован- ный (Т4) ।
ный ; ! i !
кгс/мм2
®0,2сж то.з
g-i *
образцы
кгс/мм2
13 10
'лива L Магниевые сплавы
* Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося образца яа базе 2-W7 циклов; на-
дрез г»=0.76 м.«. «к 5=2,2.
Деформируемые высокопрочные сплавы
Чувствительность к надрезу при комнатной температуре
Вид полу < „стояние Характер Чувствительность
Пруток диамет- ! Закаленный (Т4) i При статичес- ' __%
кой нагрузке
ром 50 мм
При повторных
нагрузках
* Надрез при статической нагрузке >a=v,l мм, угол аадраза 60°
м Надрез при повторных нагрузках гн =0,75 мм, ак=2,2
Физические свойства
Плотность d»»1800 кг/м*.
Коэффициент термического л и и е й н о t о расширения
Температура
°C
20—100°
a J О6 Ijepad
‘26,0
Коэффициент теплопроводности
Температура
им X вт/м-град
58,7
Удельная теплоемкость
Температура
100
200
300
350
<- кдж/кг-град
1,13
1.21
1,26
1,30
96 Глава 1. Магниевые сплавы
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Склонность
к коррозионному растрескиванию повышенная.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки
11рессование
Ковка на прессе
Штамповка
Температурный ;
интервал
мацни
С ;
_________________L
\ 320-360
1 300—38(1
j !
300—380
I !
Скорость
деформации
м/мин
Р е к о м е н д ;> с и а я
термическая о б р а б от к а
-Вид термической
обработки
Закалка (Т4)
ГбнагреавГаРа Выдержка . Охлаждающая
dClC СрВД<1
_________L
i ......... Г
410—425 2- 6 ; Воздух
Свариваемость сплава пониженная; склонен к образованию трещин при
сварке.
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали, работающие длительно при температурах до ISO'C и кратковре-
менно — до 200°С.
Деформируемом высокопрочные
сплавы
2606
Рис. i. Диаграмма растяжения прутка диаметром
20 мм из сплава МА5.
98
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2. Кривые выносливости при консольном из!ибе
вращающегося образца из прессованного прутка дна
метром 22 мм из сплава МА5 при температуре
20|ОС:
о — э — неходкое состояние: гладкие образцы; после старо
НИЯ' Г. —гладкий образен: Д — образец с надрезом.
Деформируемые высокопрочные сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
VIAS4 (ВМ65-1)
Химический сбС?аи в %
Хи 2 г . 1 . - Mg Си ; Ni ! Al ' Si Fe | Мп Be I пР°чие ! J 1 . ; 1 |прямее
не более
! ! 1 1 i ' 1 ' ; .,0-6,0 1 0,3—0,9 [ Ос- j 0,05 i 0,005; 0,05 : 0,05 i 0,03 1 0,i; 0,002 0,3 ' нова ; ; Механические свойства нс ГОСТ, ТУ или ОСТ (не менее) *
i гост ВИД - j ACT тт iTTi Cocro/i । 0,2 фабриката : тх/' ’i ние ; О„ i Й ' НВ ; зл 9 ' (/0 = 5<С) °’2ел
__ _ _ _ _J_ Пруток прес- ! ГОСТ сованный диа- 1 18351.— метром (в мм) 8—100 101—160 161—200 Профиль AMTi прессованный 527-66 (все размеры) Полоса прес- . ОСТ 1 еованная се- 90037—' меняем до 130 см* Штамповка . ОСТ 1 весом (в кг): 90010- до 30 30—100 более 100 Поковка ве- , ОСТ 1 WM (в кг): \ 90010- До 5(1 ' 50—100 ; более 100 i * Свойства вдоль над 1 При полке до 10 ? | j кге/мм?- : /0 i кге/лш2
! ! Искус- '3 , ственно , соста- ренный 25 (Tij 24 18 То же 25 24 И Искус- ай | ственно j соста- , — ; ренный ’ — (Т1) ; - То же 70 1 давления волокна. см 1я~ 1 Г,,; при 32 6 - ! 31 б ! -•- ( 27 . 4 Г- ’ - 32 6** ; 60 ; -- i : 6 < " 1 18 30 ! 7 65 i - 28 ‘ 7 ; 60 \ — 27 ; 1} : 60 : - 28 ' G ’ 55 i - 27 ; б 1 55 ) — 26 ! 5 I 55 ! -- полке более 10 мм
Механические свойства ври комнат ной температуре
’ ВИД " полу- фабриката Состоя- ние Е G °цц °0,2 б (t’0’=5rf0l Е> то,3 Т-2, . i 1 ’-j 1 ‘'н О-! ’
образцы
глад КИЙ | | с над- ! 1 резом i
кгс/мм* кгс/мм* % кгс/мм 2 1 кгс-м/см* кгс/мм*
. Пруток прессован- ный Искус- ственно соста- репный (Т1) 1 1 -430011000|0,34 14,5 30 35 9 Л’^боокз | 1 18 48 12,5 23,5 i : ' 185 ! ’ ! 0,9 12,5 7,5
Профиль прессован- ный То же -- 15 29 34 10*” 26 ji3,5 19,0 49 13 24.5 ! и< 0,9 12 7,5
Полоса прессован' пая 13 29 34 i ( 21 -- 112.5 1 16,0 46 12.,5|23 0,7 11 7,5
Поковка весом до 50 кг 25 30 j 2 26 —“ 12 22 14’ ! 0,6 — —
Штампов- ка весом до 30 кг * -- 26 •32 U 27 Ь — 12.5 23 16’ 0,7 — —
* Предел выносливости определялся .чов, гн=0,75 мм, ак=2,2. ’* При полке 10 мм /'fo; при при знакопеременном изгибе вращающегося образца полке более J0 мм на базе 2 ЦИК-
лава 1. Магниевые сплавы
Деформируемые высокопрочные сплавы
Механические свойства при низких температурах
Вид полу- фабриката Состояние : Темпера- ; тура испытания i... °с О’, кгс[мм2 ! . I А j и- ; 6.. Г~Ь «?С • М/СМ
Полоса сечени Искусствен- I : 20 33 '< !8 10 • и;
, ч 80X140 ж но состарен- —40 39 । Ю 9
прессованная на я £ ! 4! 47 > 8 8 2,5 0,4 0,2
Механические свойства после длительных нагревов при температуре испытании
Направление вырезки образца ' Температура нагрева и ; ! ! Время вы- \ я!: держки при ; * ; I 6! {!
испытания нагреве j час кгс]мм2 "1 -% i
Прессованные прутки диаметром 25 ям
Продольное 125 1 30 мин 15,5 22,0 30
2500 15,5 21.0 30
10000 15,5 21,0 30
х 20000 13,5 20,0 30
1-50 30 мин 13,0 18,0 35
2500 11,0 16,0 35
10000 11,0 16,0 40
I 1 20000 11,0 16.0 .50
Шгамповк.ч >;>моэ?юго барабан;.
()севое : 125 30 мин 12,0 17,6 30
2500 12,0 17,0 30
10000 12,0 17,0 30
20000 11.0 16.0 - 30
150 30 мин 10,0 15,5 35
2500 7,5 12,5 40
1 100СЮ 7,5 12,5 40
20000 7.5 12.5 40
Радиальное 150 30 мин 10,0 15,0 35
2500 7,5 12,5 50
юооо 7,5 12,5 50
i 20000 - 7,5 12,5 5о
Тангенциальное 150 30 мин 11,0 15,0 35
1 2500 — —. —
10000 9,0 12,5 40
1 20000 9,0 12,5 40
।
102
Г лава 1. Магниевые сплавы
Пределы ползучести штамповки при 100 и 125°С
100°С
125°С
Вид полу-
фабрикат ч
' Направление
Соетониие вырезки
образца
100 час
кгс!мл$
Штамповка юр- Искусствен- । Ташенциаль-
мозного барабана ; но состарен- ' ное
( ная (Т1)
о| 3,5 3,2]
1,5
Чувсшительность к надрезу *
Вид полу- фабриката । Состояние ' Характер : ' : нагружения I Чувствительность к надрезу при температуре испытания °C । —70 ! —40 j 20 ] 1 !
Полоса сечени ем 80 У 140 мм Искусствен- , При статичес- кие состаренная' кой нагрузке ,±. 1J1 I 1,08 ; 1 J i j i 4,0
При повторных . нагрузках ^-1 .И 3-1 - , 1,5 i 2,2
’ Надрез при статической нагрузке г „ —<i.f .им, угол надреза 60е, надрез
при повторных нагрузках г н =0,75 мм.
Физические свойства
Идейность <^1800 кг/мл
Коэффициент термическою линейного расширения
Температура । 20__100 ' !00_200 ' 20_200
___________ ______I___________ j_______ _ !________
I '_________________________I
i»'1O6 llgpild
20,9
22,6
21,8
Деформируемые высокопрочные сплавы
10-3
Коэффициент т е п Л о п р о в о д и о е т и
Температура 25 ' 100 200 : 1 300 400
i ’ л вт/м-град 117 121 1 У дель н а я 1 1 126 1 е п л оем.кость 126 12ь
Температура °C 1 20
с кдж/кг град 1,03
У д с л ь и о е э ;i ек г р ос о п р о т п в j е н и е
Температура °C 20
— - — - г—~ -
р-106 ом • см 5,65
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью, имеет незна-
чительную склонность к коррозионному растрескиванию
Технологические данные
Горячая обработка д а в л е н и е м
Вид обработки ' Температурный интервал деформации °C i Скорость деформации м'мин
Прессование 300—350 А
Ковка 420—320
Штамповка 400—280 —
Р е к о я е н ду е м а я i е р м я ч е с к а я обработка
Вид термической 1 обработки | - ! Температура нагрева °C ! Время выдержки час j Охлаждающая j среда
Искусственное старе- ние (Т1) . 170 ! ’ Г0 24 Воздух
Обрабатываемость резаннем отличная.
Применение
Детали, работающие при температурах до 125°С
104
Глава I. Магниевые сплавы
О Кривые нормального распределения механических свойств
полос размером 18X40 — 92X300 мм iw сплава МАИ.
Деформируемые высокопрочные сплавы
Рис. > Диаграмма сжатия прессованной полосы
сечением 80X140 мм из сплава МА14 (продоль
ные образцы) в состаренном состоянии
1 лава 1. Магниевые сплавы.
Рис. 4. Диаграмма растяжении прессованной полосы сечением
80X140 и’ сплава МАИ (продольные образцы) в соста
пенном состоянии.
Рис. 5. Механические свойства прутка из сплава МА14 пои
высоких температурах (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре)-
20°
% ^34 тгс/ж*2; 8 = 10%
I
Деформируемые высокопрочные еплавы
Рис. 6. Кривые выносливости * при консольном изгибе
вращающегося образца из прутка после старения при
170°С —10 час (диаметр прутка 20 мм) и прессованной
полосы сечением 80X140 мм при комнатной темпера
туре:
пруток
о —- гладкий образец; • — образец с надрезом,
полоса
д — гладкий, образец, Д — образен с надрезом
* С. Л. Жуков, Б. Н. Васильев и др. «Выносли-
вость магниевых сплавов», ОНТИ ВИАМ, 1966.
стр. 20—21.
Глава 1. Магниевые сплавы
1 i Л
О S
Z3
100 Ро,2
to ^1
/ ”0'1 '"***«•* =11.
х О' to б8
сз ол
>6- 1 *fc^~ бв
|-3
^Чы' —В|Г1|1|1 ,ввиИимЯ1--" -Ч-
'б 0,2
во
2500 5000 10000 10000
Выдержка } час
Рис. 7. Механические свойства прутка диаметром 25 мм из сплава
МА14 при комнатной температуре после длительных нагревов (в %
от соответствующих исходных значений при комнатной темпера
туре):
кривые Л S—после длительных нагревов при 125еС; кривые 3, 4—после дли-
тельных нагревов при 150°С.
Деформируемые высокопрочные сплавы
в ыдерхска, час
Рис. 8. Механические свойства штамповок тормозного барабана КТй
из сплава МА14 при комнатной температуре после длительных на-
гревов (в % от соответствующих исходных значений при комнат
ной температуре):
кривы.* I. ?--после длительных нагревов при 125°С; кривые 3. 4—после дли-
тельных нагревов при 1S0°C.
Глава 1. Магниевые сплавы
Частота.
Рис. 9. Кривые нормального распределения механических свойств
прутков диаметром 10—160 мм из сплава МА14.
(АМТУ 516-65 заменены ГОСТ 18351—73).
Деформируемые высокопрочные сплавы 111
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
МА15 (ВМДЗ)
Химический состав в %
Zn Cd Zr La i I ! | ' Cu Al ' Si - Ni Mg 1 । ' Fe । Mn не более ' Бе ! Поочие ! примесь
2,b- 3,5 1.2- 2,0 0,45-— 0,9 0,7- 1,1 I 1 ! 1 Осло-10,03 0,05i0,05 0,005 ва 1 ' 1 ; о,оз! 0,1 0,0021 0.3
Механические свойства различных полуфабрикатов по ГОСТ, ОСТ, ТУ
или СТУВ (не менее)
Вид полу- фабриката ГОСТ, ОСТ, ТУ или СТУВ Состояние Зо-3 | °'з s % э0,2 с»
кгс/мм? кгс/мм?
Плита ката- чая толщиной (в мм): Н— 40 СТУВ 4-2-68 Без тер' мической обработки 17 j 26 /0 = 5rtL О 11
41—70 Лист толщи- ной (в мм): ТУ 1-9- -543-73 Отожжен- ный (М) 16 25 5 <о“ 11,3ул FB 1G
0,8— 2,0 2,5— 3,5 19 26 i 19 i 26 6 4 16
4,0—10.0 Пруток прес- сованный диа- метром (в мм): 8— 50 гост 18351—73 Вез гер - мической обработки 18 22 : 28 4 —
51—100 101—160 161—200 Полоса прес- сованная сече- нием до ’0.6 см9- ОСТ1 90037—71 То же 21 ' 30 22 ' 29 - ’ 28 1 22 ; ?<! б 5 5 /о=5 6 И
112
Глава 1. Магниевые сплавы
Продолжение
Вид полу-
фабриката
so,2 ств ।
KSCjMM? ।
g < °0,2 сж
% ___________________
I KSCjM-M2
j ГОСТ. |
i ОСТ, ТУ i Состояние
i или СТУВ j
Груба прес- СТУВ Отожжен- 23 29
сованная диа- метром 16— 26 мм с тол- щиной стенки 1,5—2,0 мм, длиной 3000 мм 44-16-67 ная (М) Без тер- мической обработки 23 29
Профиль прессованный СТУВ 15-3-70 То же 23 28
Штамповка СТУВ 9-9-66 25 30
Поковка СТУВ 60-4-69 ,7 27
6,= H,3y Fo: •
6
6 j —
I
____‘
/о = И,з/Fo* i
Zo = 5rfo J
5 1
/0 “= 5 dr, 1
5 !
i
/o=5 do
S ) 14
* /о=11,31/ Fo при толщине полки до 10 мм.
/0 = 5do при толщине полки более 10 мм.
00
I
Механические свойства при комнатной температуре
Вид £ G °’пц °0,2 8 Ф 7ПЦ еж °.2 сж °ъсж т0,3 ТВ гср % з-д
полу- g.
фабриката KecjMM? кгс/мм2 % кгс/мм2 кгс-м/см2 KSCjMM2
/о=5
Плита ка- таная тол- Без тер- мической 4200 1600 0,31 — 20 27 5 9 10 12 37 7 15 14 0,4 10* 6,5**
щи ной 30 мм обработки 4 = П,3/?о?
Лист тол- Отож- 4100 —. 20 27 6 16 — — — —. 0,4 ц***
щиной 2 мм женный (М) 4=5 <4
Пруток Без тер- 1600
прессован- мпческой 420Э 0,31 20 26 32 б 20 18 44 и 24 17 1,0 12* 4
ный диамет- ром 22 мм обработки
* Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-Ю7 циклов.
** Надрез г и =0,75 мм, ак=2,2.
*** Предел выносливости при пульсирующем растяжении.
Образец с отверстием d,nB~3 мм, ширина образца 15 мм
Деформируемые высокопрочные сплавы
14
Г лава 1, Магниевые сплавы
Механические свойства при низкой температуре (—70°С)
Вид полу- фабриката Состояние 1 °0,2 j 6
кгс/мм? % кгс-м/см1
!
Лист ТОЛЩИНОЙ 3 мм Отожженный (М) 26 j 35 i 5 —
Плита катаная толщиной 30 мм Без термичес- кой обработки 25 [ 30 2 /о = 5 dfj 0,3
Пруток прессо- ванный диамет- ром 22 мм То же 35 , 40 1 i , ! , 7 1 ' 0,8 i ।
Пределы ползучести и длительной прочности
Вид полу- Состояние ] Температура ! испытания j °C C^IGG °0,2/100
фабриката кгс/мм1
Лист толщиной 3 мм Отожженный (М) j 1CG 150 7 2,5
Плита катаная Без термичес- > J50 3
голщиной 30 мм кой обработки !
Пруток прессо- ванный диаметром То же ; 150 « 10 1 3
22 мм
Деформируемые высокопрочные сплавы
115
Чувствительность к надрезу
Вид полу- фабриката ; При статической нагрузке При повтор- ных нагрузках Работа разрушения кгс-м/см?
I Состояние I Зв ! 1
температура, °C
| -70 I 20
Лист толщиной 3 мм Отож- женный (М) I ' 0,97 j 1.05 1,6*** 0,2
Плита толщиной 30 мм Без тер- мической ' обработки 1,05 1,15 1.5 *• —
Пруток прессо- ванный диаметром 22 мм То же i.15 1 1,2 1,5” —
‘ Надрез при статической нагрузке га=0,1 мм, ак=4,0
* * Надрез при повторных нагрузках гн = 0,75 мм, ак—2,2.
Обпазец с отверстием, rf0TB=3 мм. ширина образца 15 мм.
Малоцикловая усталость
Вид полу- фабриката ; Состояние Температура < испытания ' °C 6тах кгс/мм2 /V циклы
о-в
Лист * толщи- ной 3 мм । Отожжен- ный (М) 20 0,7 19.5 3600
Плита ** ката- ная толщиной 30 мм Без термине ской обработ- ! ки , 20 0,7 18 2500
Пруток** прес- сованный диамет- ром 22 мм ( -Г То же ' 20 0,7 18 3000
* Образцы с отверстием ак=“ 2,6.
“ Цилиндрические образны с круговым надрезом а ^=2,2.
116
Глава 1. Магниевые сплавы
Физические свойства
Плотность а! =1830 кг[мГ
Коэффициент термического линейного расширения
т Темпера- тура °C 20—100 100—200 200—300 300 —400 20—200 20-300 20—400
п • 10е / град 25,9 27,8 30,6 30,1 26,8 28,1 28,6
Коэффициент теплопроводности
Температура ! °C j 20 too 200 ( 300 j 400
к вт/м-град i 1 1 ИЗ 117 ! 121 : i I 1 125 j 129
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 j 200 1 зоо ; i i 4 Of!
с кдж/кг-град 1,00 i 1,07 ’ ~ ! 1,13 ‘ 1.19
i
Удельное электросопротивление
Температура
°C
о ПО6 ом . см
20
6,56
Деформируемые высокопрочные сплавы
117
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью, имев; незна-
чительную склонность к коррозионному растрескиванию. Коррозионная стойкость
сварного соединения аналогична коррозионной стойкости основного материала.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации Скорость деформации Допустимая степень деформации %
Прокатка плит 370—400 1,4 м/сек
Прокатка листов 350—370 1,2 м]сек Не более 25 за проход
Прессование 300—360 0,5—3 м/мин 80—95
Штамповка на молоте 350—380 —. 70—80
Штамповка на прессе 250—360 — 70—80
Ковка иа молоте 360—390 — 70-80
Пластичность сплава в горячем состоянии высокая.
Ш т ампуемо сть
Вид обработки; степень деформации 20 100 150
ВДОЛЬ ' волокна [ поперек 1 i волокна ! 1 ; ВДОЛЬ 1 1 поперек ВДОЛЬ ... i 1 поперек |
Гибка * Максимальный радиус сгиба Вытяжка Коэффициент вытяжки Отбортовка Степень отбортовки Выдавка Степень выдавки в % 4-5$ 5—6 s 2-3 8 1,35- кз- 16- 4-5 s -1,50 -1,4 -19
Температура, °C
200 250 300
1 1 Т ! вдоль Г Г Г г. i поперек I вдоль ; I поперек ! 1 ! * й ! I О t с ! о ffi i к -- ----- ! 1 -0,8 s j 1.5—2 s i 1 2.2—2,4 2,2—2.3 41-43
3 --4 s 2,0 ’7 ' 1 — 1.5 s 2,05— 1,9—! 33 —1 2-3 х М5 2,0 15
Глава 1. Магниевые сплавы
* Радиус сгиба при гибке на <90°. г—-n.-s; s—толщина материала.
Деформируемые высокопрочные сплавы
Рекомендуемая термическая обработка
Лист поставляется в отожженном состоянии, трубы — в отожженном состоя-
нии без термической обработки; остальные полуфабрикаты поставляются в со
стоянии без термической обработки.
Снятие напряжений после деформации и сварки
Вид термиче- ской обработки i Состояние i Темпе- ратура Выдержка час Охлаждающая среда
Снятие напря- жений после де- формации Отжиг : 260+16 0,5 Воздух
Снятие напря- жений после свар- ки Для всех полу- 1 фабрикатов ! 250 0,5 Воздух
Свариваемость
! 1 Коэффициент трещинообра зования К-ц. % Предел прочно- сти сварного соединения о® KZCfMM2 Коэффициент прочности свар- ного соединения Угол изгиба град
Метод । Состояние сварки Присадоч- ный ма- териал основно- ! го мате- риала _ сварно- । 1 го соеди- ; 1 нения ;
Аргоио- : Отжиг дуговая при 250°С—• сварка ' 0.5 час «43 мм Основной металл 430 24 0,80 i 48 60
Обрабатываемость резанием отличная
Применение
А 200°асИЫе констРукиии’ Работающие длительно до 150°С и кратковременно
120
Глава 1. Магниевые сплавы.
Рис. 1. Механические свойства при высоких
температурах сплава МА15 (в % от соответствую-
щих свойств при комнатной температуре; Е; ог;
г0,2 ' °0,2гж) :
й — алита катаная толщиной 20—30 ил* (£; эн :
Деформируемые высокопрочные сплавы
Рис, 1 Механические свойства при высоких
температурах сплава МА15 (в % от соответствую
тих свойств при комнатной температуре- Е\ о ,
m,2 ' so,2CHi) :
- пруток прес'-’ванный диаметооад 22 (Я:
122
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. i. Механические свойства при высоких
температурах сплава МА15 (в % от соответству-
ющих свойств при комнатной температуре: Ето'ы
Зо,2 : °0,2сж):
в - -пруток прессованный диаметром 22 мм (^0,2* J0,2CHi )•
Рис. 2. Кривые выносливости сплава МА15 при консольном
изгибе вращающегося образца; прессованный пруток диамет-
ром 22 мм:
0—0 „.образцы без надреза; температура испытанна 20 С; »---•-
образцы с надрезом (тн мм; мм); температура испьиа
ния 20”С: Л - образцы без надреза; температура испытания 15б”С
Деформируемые высокопрочные сплавы
-Глава Г Магниевые сплавы
Рис. 3 Кривые выносливости сплава МА 15 при кон
.ольном изгибе вращающегося образца; катаная плита
толщиной 17 мм-
о— о — ибрачцы без надреза; » —•— образцы с наирезом
( гн~0,75 ак=2,2>.
Деформируемые высокопрочные сплавы
б кгс/мм^
Ы г—ГТПГП
Рис, 4. Кривые выносливости сплава МД 15 при • консольно?1
изгибе вращающегося образца;, катаная плита толщиной
30 мм;
°"с --образцы гладкие; «- ,л - образцы г надрезом ( “0,75 ion;
-2,2).
126
Глава 1. Магниевые сплавы
йо,2^в «гс/мм2
32
30
28
26
Ы
И
2!
0,2 0,5 0,75 1,0
выдержка, час
Рис. 5, Влияние температуры и времени выдержки при
отжиге на механические свойства горячекатаных листов
из сплава МА15.
Деформируемые высокопрочные сплавы
127
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
МА19 (ВМД6)
Химический состав в %
“ИМ
Zn | Cd j Zr ; Nd :
i । !
Illi
Mg
I Cu1 Ni
Si f Al Mn
не более
Be
Прочие
примеси
5,5- 0,2-i 0,5- 1.4—
-7,0 —l,0l -0,9 -2,0
Ос- |0,05 0,0050.050,050,05j0,11 0,002;
новя >
0,3
Механические свойства но СТУ
Вид полу- фабриката СТУ I Состояние ®0,2 ' °’в 1 6*
j I KSCjMM2
1 I 4 = 5 Ch,
Пруток прессе- СТУ оп : Без термичес- 38 5
ванный диамет- 28-3-68 1 кой обработки
ром (в мм)-
до 30 То же 1 - 35 4
40—200 i i 1 i
Механические свойства прессованных нрутков при комнатной «емнературе
Вид
полу-
фабриката
О-! *
образцы
кгс/мм2
кгс/мм2
кгс/мм2
! 1руток ’
прессован-
ный диамет-
ром 22
Без тер-
мической
обработки
1200 160010,3
20 I 34
39
3 ; 121 4500;
кгс/мм2
Глава I. Магниевые сплавы
Предел выносливости
дреэ г и=0,75 мм, ак—2,2.
определялся при консольном изгибе вращающегося образце на базе 2 • 10? циклов.
Ни-
Деформируемые высокопрочные сплавы
129
Изменение пластичности прессованных прутков
при высоких температурах
Состояние Температура испытания °C бю !
%
Без термической обра- 20 7 10
ботки 150 15 1 33
200 17 60
250 30 —
Механические свойства прессованных прутков
при комнатной и низкой температурах
Состояние Темпе- ратура Е 30.2 Ов Sw 1 Ф «н
•с кге/мл 2 % кгс-мДм:1
Без термической об- 20 4200 33 38 5 10 0,5
работки —70 — 33 40 4 1 9 0,5
Пределы ползучести и длительной прочности прессованных
прутков
Состояние Температура испытания Of" О100 °и,2,10Э
кгс[мм2
Без термической обра- ботки 150 200 250 10 6 3,5 5
Секундная прочность прессованных прутков при высоких температурах
Температура, °C
230 351) 400
Состояние время, сек
60 120 300 60 120 3 0 60 120 300
кге/мм2
Без термичес- кой обработки 15 13,5 12 7 6 5,5 4 3,5 2,5
9 2и06
130
Глава 1. Магниевые сплавы
Чувствительность к надрезу
Вид полу- фабриката Состояние Характер нагружения Чувствительность к надрезу при температурах °C
-70 20
Прессованный пруток диаметром 22 мм Без термиче- ской обработ- ки При стати- ческой нагруз- ке При поптор- пых нагрузках а I ** 1,00 1,10 1,28
Надрез при статической нагрузке гн=0,1 мм, угол надреза 60°.
** Предел выносливости определялся при консольном изгибе вращающегося
образца на базе 2-Ю7 циклов. Надрез гн=0,75 мм, ык=2,6.
Малоцикловая усталость
(пульсирующее растяжение arnin/tImax =0, п = 8 цикл(мин)
Вид полу- фабриката Состояние Темпера- тура испы- тания @С стах °тах кгс/ммг циклы
Он
Прессован- Без термической . 20 0,5 19 4500
ный пруток обработки 0,7 27 1000
® Образцы с круговым надрезом гн=0,75 мм, «к =2,2.
Физические свойства
Плотность d— 1180 ке/л«3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 100—200 200—300 300—400
а • 10е 1/град 26,2 27,8 31,4 31,9
Деформируемые высокопрочный сплавы
131
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 400
Л вт!м-град 119 121 123 126
Удельная теплоемкость
Температура ! °C | 100 | 200 300 400
с кдж/кг*град j 1,00 I 1,09 1,15 1,21
Удельное электросопротивление
Температура °C 20
р • 10е ом-см 6,16
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью, имеет незна-
чительную склонность к коррозионному растрескиванию.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации Допустимая степень деформации % Скорость деформации м/мин
Прессование 320—360 >85 0,2-0,5
Ковка на прессе 340-400 Осадка в торец 45—65, по образую- щей 25
Штамповка на мо- лоте 320—380 Осадка в торец 60—80, по образую- щей 50—60
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали, работающие при 150°С длительно и при 200°С — кратковременно
9*
132
Глава 1. Магниевые сплавы
120 80 hj е чо
А* и)
% от 6S -£ °0 — сэ еэ cS W 50 100 150 100 Z50 °C
б)
— с
в
'——
0 120 £ 80 о е Л w о^ 10 50 100 150 100 150
е)
1 °o,z
i
0 20 50 100 150 100 150 °C
Рис. 1. Механические свойства сплава МАЮ при высоких
температурах (в % от соответствующих свойств при комнат-
ной температуре):
а-Е-, б—аа: в-ао,2
Деформируемые жаропрочные сплавы
133
ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ
В эту группу входят сплавы МАИ и МА12. Сплав МАП реко-
мендуется для изготовления прессованных полуфабрикатов и
штамповок, сплав МА12 — для изготовления всех видов полуфа-
брикатов, в том числе листов. Сплавы МАП и МА12 упрочняются
термической обработкой. Технологическая пластичность сплава
МА12 высокая, сплав МАИ менее пластичен.
Сплав МА12 хорошо сваривается аргоно-дуговой сваркой, сплав
МАП может свариваться аргоно-дуговой сваркой только при тол-
щине полосы ^>5 мм. Оба сплава удовлетворительно свариваются
контактной сваркой.
Коррозионная стойкость сплава МА12 удовлетворительная, а
сплава МАП-—пониженная; сплавы данной группы не склон-
ны к коррозии под напряжением.
Сплав МАП имеет достаточно высокое сопротивление ползуче-
сти до 250°С и достаточно высокую прочность при кратковремен-
ном разрыве в условиях нагрева до 300—350сС. Поэтому этот
сплав может применяться для деталей самолетов, работающих
при температурах до 250°С и деталей летательных аппаратов, на-
гревающихся в полете до температур 300—350°С.
Сплав МА12, обладая рядом преимуществ по сравнению со
сплавом МАИ, по технологической пластичности, свариваемости и
коррозионной стойкости, несколько уступает последнему по жаро-
прочности.
Сплав МА 12 рекомендуется для длительной работы при темпе-
ратурах до 200°С и для кратковременной— до 300—350°С.
§
Рис. 2. Предел ползучести деформируемых магние-
вых сплавов за 100 час.
Глава 1. Магниевые сплавы
Деформируемые жаропрочные сплавы
135
1 ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ МАИ
Химический состав в %
Мп Nd Ni Mg Си Fe А1 Zn Si Be п Прочие примеси
не более
1,5-2,5 2,5-3,5 0,13—0,25 Основа 0,03 0,03 0,1 0,2 0,10 0,002 0,3
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полу- фабриката ТУ Состояние При 20°С 6* При 230°С
а0,2 СТВ СТВ 6*
кгс!мм2 % кге/мм2 %
Полоса прес- сованная сече- нием до 130 см2 СТУВ 31-3-68 Закален- ная и ис- кусственно состарен- ная (Тб) 13 26 5 18 10
Штамповка СТУ оп 59-4-70 То же 13 26 5 17 10
Для полос Z0=ll,3 j/To, для штамповок
Меха ническ не свойства прн комнатной температуре
Вид полу-
фабриката
Пруток
прессован-
ный
Полоса
прессован-
ная
Состояние
Закален-
ный и ис-
кусственно
состарен-
ный (Тб)
То же
Штампов- *
ка
Поковка
(радиаль-
ное направ-
ление)
Е G ®0,2 б* 4-’ ^сж
кгс!мм‘ кгс]мм %
4300 1600 Э ,31 8 15 28 12 15 4300
— — 15 28 12 14
— 15 23 12 14 —
— 13 27 12 — -
®[щ еж °0,2сж ^о.з Тв
KiCjMM2
7 1-3,0 9 0 22
13,0 -
образцы
кгс-л/сл(2| кгс/мм2
0,4
0,5
0,5
0,5
* Для полос /о=И-3>/Гfo, Для штамповок и поковок lo=5dB. для прутков Zo=10do-
** Предел выносливости (а->) для круглых образцов определялся при консольном изгибе вращающегося об-
разца на базе 2-Ю7 циклов: надрез г „ = 0.75 мм, o.if = 2,2.
Глава 1. Магниевые сплавы
Деформируемые жаропрочные сплавы
137
Механические свойства при комнатной и низкой температурах
Вид полу- Темпера- тура ®0.2 Ов б|0 а»
фабриката испытания °C кгс/мм2 % кгс • м[смг
Пруток прессо- ванный Закаленный и искусствен- но состарен- 20 15 28 12 0,4
ный (Тб) —70 29 0,3
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Темпера- тура ©в ©30 ©100 °0,2/5 ’0,2/30 °0,2,ТС0 0-1 * (гладкие образцы)
фабриката испытания 1
°C кгс)мм2
Пруток прес- Закаленный
соваиный и искусствен- 150 —» 21 12,5 —
но состарен- ный (Тб) 200 19 18 14,5 9,5 9 8 —
250 И 10 9 7 4 3 7
300 7 6 — 3,5 1,7
350 3,5 2 — —’ — — —
Полоса То же 150 21 ^=— 12,5 —
прессованная 200 ««• 14,5 — —“ 8 —
250 9 3 —
Штамповка » 150 — 21 — — —
200 14,5 —ч 9 —
250 — 10 3 —
Поковка 150 — — ‘—“I 11,5 —
200 — «=“=• 8,0 —
250 =- — — 2,5
* На базе 2»107 циклов.
Глава 1. Магниевые сплавы
Деформируемые жаропрочные сплавы
139
Чувствительность к надрезу при комнатной температуре
Вид полуфабриката Состояние Характер нагружения Коэффициент надреза
Пруток прессо- ванный Закаленный и искусственно со- старенный (Тб) При статической на- грузке «Г 0,95
При вибрационной нагрузке Л Г 5 ! 1,6
* Нддрез Z60°, глубина 1,5 мм, гн=0,1 мм.
Малоцикловая усталость
Вид полу- фабриката Состояние Темпера- тура испытания °C этах вв smax кгс/мм2 циклы
Пруток прес- сованный Закаленный и искусственно со- старенный (Тб) 20 0,7 19,5 800—900
Физические свойства
Плотность т/=1800 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура - °С 20—100 20-200 20-300 100—200 200-300
G-106 1/град 25,7 28,7 30,4 293 30,1
140 Глава 1. Магниевые сплавы
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 3J0 400
X вт/м-град 109 113 117 117 117
Удельная теплоемкость
Температура °C | 100 200 300 350
с кдж/кг-град 0,903 1,03 1.11 1.13
Удельное электросопротивление
Температура
р-106 ом • см
Коррозионная стойкость
Сплав обладает пониженной коррозионной стойкостью. Не склонен к кор-
розионному растрескиванию.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации °C Допустимая степень деформации % Скорость деформации мрмин
Прессование 410—430 — 0,3—0,6
Ковка и штамповка на гидравлических прес- сах 380—480 50—60
Деформируемые жаропрочные сплавы
141
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева Выдержка час Охлаждающая среда
Закалка 480—500 4 Воздух или вода
Старение 175±5 24 Воздух
Свариваемость
Сплав плохо сваривается аргоно-дуговой сваркой. Контактной сваркой сплав
сваривается удовлетворительно.
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали, длительно работающие при температурах до 25О°С и кратковремен-
но — до 300—350°С.
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. I. Механические свойства сплава МАП при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
а — прутки прессованные;
Деформируемые жаропрочные сплавы
90
30 ——................. -4----------
2oL_____J---------------------—1___
130 200 гзо 300 ззо °C
Рис. 1. Механические свойства сплава МАП при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
б — полосы прессованные".
144
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 1. Механические свойства сплава МАП при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
s — штамповки.
Деформируемые жаропрочные сплавы
145
ю 2606
Рис. 1. Механические свойства спла-
ва МАЦ при высоких температурах
(в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре):
— поковки.
146
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2. Пределы длительной прочности сплава МАИ
(пруток прессованный) при температурах 200; 250; 300
и 350°С за 5, 30 и 100 час.
Рис. 3. Пределы ползучести сплава МА11 (прессован-
ный пруток) при температурах 200, 250, 300°С за 5, 30
и 100 час.
G хгс/мм^-
20
Деформируемые жаропрочные сплавы
Pirc. 4. Пределы длительной прочности и пол-
зучести сплава МЛ!! (прессованный пруток)
при высоких температурах за 100 час.
148
Глава 1. Магниевые сплавы
* С. А. Жуков. Б. Н. Васильев и др. Выносливость магниевых сплавов,
ОНТИ ВИАМ, 1966, стр. 24.
Деформируемые жаропрочные сплавы
149
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ МА12
Химический состав в %
Nd Zr Mg Си Ni Fe Al Zn Si Мп Be Прочие примеси
не более
2,5—3,5 0,3—0,8 Основа 0,05 0,005 0,05 0,05 0,1 0,05 0,1 0,002 0,3
Механические свойства по СТУ (не меиее)
Вид полу- фабриката СТУ Состояние При 20°С При 200°С
°0,2 Зв G* % °0,2 аа 6 * %
кгс >СМг кгс млР
Лист толщи- ной 1—3 мм СТУ ОП 4-2-71 Закален- ленный п искусствен- но соста- ренный (Тб) 14 28 4 12 16 14
Пруток диа- метром 20— 150 мм СТУОП 4-3-71 То же 12 20 4 10 14 10
* Для листов fa, для прутков (0=10<А).
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу- фабриката Состояние Е G 3ПЦ °0.2 Ов 6’ Ф Е?ж °<|Ц сж 8<),2C)k т0,3 Та ТСр «н
кгс/мм2 кгс/мм? % кгс/млР кгс-м/мм2
ff-i **
образцы
кгс/ммг
Лист тол- щиной 1— 3 мм Закален- ный и ис- кусственно состарен- ный (Тб) 4200 20 30 7 4200 8 12 — — — 0,6
Прессо- ванный пруток диа- метром 25— 180 л!Л1 То же 4200 1550 0.3 9 15 28 8 18 13 11 23 16 1,3
Поковка (радиаль- ное направ- ление) 4200 — —- 15 28 8 10 с“= — —
7 5
9 6
Глава 1. Магниевые сплавы
* Для листов /0=11,3 для прутков /о=10^о, для поковок /o=5rfo,
** Предел выносливости (a-i) для листов определялся при пульсирующем
на гладких образцах и образках с отверстием b/ci = 5. «к =2.6.
для прутков—при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-Ю7
разцах с круговым надрезом тц = 0,75 мм, ак=2,2.
растяжении на базе 2-107 циклов,
циклов; на гладких образцах и об-
Деформируемые жаропрочные сплавы
151
Механические свойства при низких температурах
Вил полу- фабриката Состояние Темпера- тура испытании °C °0,2 б* %
кге) ммг кге м’смг
Лист толщиной Закаленный 20 20 30 7
1—3 и искусствен- но состарен- ный (Тб) —70 20 21 30 5
—196 34 4 •—
Пруток прессе- То же 20 15 28 8 1,3
ванный диаметром 25—1Ь0 мм —70 17 31 1 0,8
—196 — 0,6
* Для листов /0=11,3)/^?^ Для прутков 1Л— 10dt>.
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Темпе- ратура О|00 Оз00 Об00 о 1000 02000 oui/roD 1 ®0.2 3Ю оса гос j oooi«'oD °0,2,2000 O-l *
образцы
ей S CJ О К ГС)
фабриката танпя но остаточной деформации 5 § <и о а,
°C
кгс]ммг
Лист толщи- Закаленный 100 23 23 23 22,5 22 15 15 14,5 14 14 — .
ной 1—3 мм н искусственно состаренный (Тб) 150 200 20 12 18 17 16 15 13 7,5 13 12 11,5 11 — —-
Прессован- ный пруток То же 150 17 — —* — — 13 — — — — 8 5
диаметром 25—180 мм 200 11 —- —— 7 — —
Поковка 150 19 — — — — 12,5 — — — —
200 11 — — — 7 — •— — —
Глава 1. Магниевые сплавы
’ Предел выносливости (o-i)
2-107 циклов.
•* Надрез гн = 0,75 мм, ак=2,2.
определялся
при консольном изгибе
вращающегося
образца
на базе
Деформируемые жаропрочные сплавы
153
Чувствительность к надрезу
Вид полу- Состояние I Характер Температура испытания °C
фабриката нагружения —196 —70 20
Лист толщиной 1—3 мм Закаленный и искусствен- но состарен- ный (Тб) При стати- ческой нагруз- ке °: 0,63 0,73 0,83
’в
Пруток прессо- ванный диаметром 25—189 мм То же То же При вибра- ционной на- грузке (а к=2,2) 1,07 1,17
а а-1 — 1.5 1,6
>
Чувствительность к трещине
Вид полуфабриката ' Состояние Температура испытания °C «Т.у
кгс • м,’см2
Пруток прессован- 1 | Закаленный и — 196 0,4
ный диаметром 25— ! искусственно со-
180 мм ! старенный (Тб) —70 0,5
20 0,6
{ 200 0,75
* ИЛЧИД.-. 350 1,6
154
Глава 1. Магниевые сплавы
Малоцикловая усталость
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C Ов кгс/мм2 ^тах °тах кгс)мм2 Я* циклы
Ов
Пруток прессован- ный Закаленный и искусственно состаренный (Тб) 20 28 0,5 0,7 14 19,5 26500—65500 7000—8500
* Образцы цилиндрические с круговым надрезом гн=0,75 мм, ак = 2,2.
Физические свойства
Плотность «7=1780 кг/лЛ
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 10- 100 20— 200 20- 300 20- 400 100- 200 200-300 300—400 400—500
а ° 10е 1{град 25,7 26,0 26,5 27,0 26,3 27,5 28,6 —
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 100 | 200 300 400
Л, вт!м-град 105 | 109 113 117
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 200 300 400
с кдж!кг-град 1,11 1,25 1,34
I
Деформируемые жаропрочные сплавы
155
Удельное электросопротивление
Температура °C 20
р- 10е ом • см 8,14
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Не склонен
к коррозионному растрескиванию. Коррозионная стойкость сварного шва не-
сколько ниже коррозионной стойкости основного материала.
Технологические данные
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температурный интервал деформации С Допустимая степень деформации Скорость деформации м/мин
Прокатка Прессование Ковка и штамповка на гидравлических прес- сах 380—480 420—450 350—480 Штампуемс 10—-25 за 1 проход 60—70 > с т ь сч 1 1 1
Вид обработки Показатель деформации при температурах, °C
200—250 300—350
Гибка Минимальный радиус сгиба Вытяжка Коэффициент вытяжки Отбортовка Степень отбортовки Выдавка Степень выдавкн, в % 4,5 * s 2,2 1,6 22-25 2,5 s 2,5 2,0 35—40
s — толщина материала.
156
Глава I. Магниевые сплавы
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева °C Выдержка час Охлаждающая среда
Закалка 630—545 ii Воздух нли струя воздуха
Старение 200 16 Воздух
Свариваемость
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние после сварки Метод сварки Приса- дочный мате- риал j Коэффициент j трещинообра- j зования К тр । Температура ис- [ пытания, °C Предел прочности сварного соединения кгс!мм2 Коэффициент проч- ности сварного соединения^ и св- соед “осн- мат* Угол изгиба град
1 основного I материала сварного соединения
Лист Закален- Аргоно- Основ- Не бо- —196 20 0,6 —
толщиной НЫЙ II дуговая ной ме- лее , -70 20 0,7
1—3 мм искусст- сварка талл 20 :
веяно ! 20 19 0,73 4? 50
состарен- ный (Тб) 230 13 0,95 - --
350 7 1 — —
Полоса То же То же То же 20 19 0,76 39 46
прессо- ванная сечени- ем 10— 160 мм ,1 350 7 1
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали, длительно работающие при температурах до 20О°С и кратковре-
менно — до 350°С.
Деформируемые жаропрочные сплавы
157
Рис. 1. Механические свойства сплава МА12 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
а — листы толщиной 1—3 мм\
158
Глава 1. Магниевые сплавы
Ы
30
30
80
о 10
Рис. 1. Механические свойства сплава МА!2 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
б — прутки прессованные диаметром 25—180
Деформируемые жаропрочные сплавы
159
ISO 200 250 500 550 ° С
/МН
Рис. 1. Механические свойства сплава МЛ12 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
а — поковки (радиальное направление^
160
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2. Пределы длительной прочности сплава МА!2
(листы толщиной 1—3 мм) при температурах 100 и
150°С за 100, 300, 500, 1000 и 2000 час.
Рис. 3. Пределы ползучести сплава МА 12 (листы тол-
щиной 1—3 мм) при температурах 100 и 150°С за 100,
300, 500, 1000 и 2000 час.
Деформируемые жаропрочные сплавы
161
бкгс/мм2- бкгс/мм
Рис. 4. Кривые выносливости сплава МА12 при температурах 20 и
!5<ГС:
а — прессованные прутки диаметром 25—180 мм:
0—о — образцы гладкие; • — --• — образцы с надрезом.
и 2606
162
Глава 1. Магниевые сплавы
Деформируемый сплав пониженной плотности
163
СПЛАВ ПОНИЖЕННОЙ плотности
Магниевые сплавы содержат наряду с другими легирующими
элементами литий в количестве до 14%. В зависимости от содер-
жания лития сплавы относятся к фазовым областям: а (до
57% Li); а + р (5—10,3% Li); р (свыше 10,3% Li). С повышением
содержания лития плотность сплавов снижается и составляет
1(j50—1360 кг!м? вместо 1780—1820 кг/.и3 для обычных магниевых
сплавов.
Сплав МА18 (ВМД5) относится к p-области. Он имеет плот-
ность 1500 кг/м3 и отличается высокой пластичностью при комнат-
ной и криогенных температурах, повышенным модулем упругости
(на 5—10%) и высокой удельной жесткостью. Сплав хорошо про-
катывается, сваривается и может подвергаться операциям листо-
вой штамповки при комнатной температуре. Коэффициент трещи-
нообразования при аргоно-дуговой сварке равен нулю.
Коррозионная стойкость сплава удовлетворительная. Он не
склонен к коррозии под напряжением.
Из сплава МА18 могут быть изготовлены все виды полуфабри-
катов.
Сплав предназначен для деталей приборов и аппаратов, рабо-
тающих при комнатной и низких температурах.
II*
161
Г лава 1. Магниевые сплавы
СПЛАВ ПОНИЖЕННОЙ плотности МАЮ (ВМД5)
Химический состав в %
Li Zn Al Мл Се Mg Si Fe Ni j Си I Na Be К Прочие примеси
не более
10- — 11,5 2- -2,5 0,5— -1,0 0.1- -0,4 0,15- -0,35 Ос- нова 0,15 0.С5 0,005 0,05 0,01 0,002 0,005 0,3
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу- фабриката Состояние Е а ®0,2 ов 5io* ф ^СЖ °пц сж
кгс[ммг И KSCjMM2
Лист тол- щиной 2 мм Отожжен- ный (М) 45Э0 7 13 | 17 30 — 45CU 10
Пруток диаметром 20 мм То же 4S00 1500 9 М । 18 30 65
Продолжение табл.
Вид полу- фабриката Состояние °0,2сж Т0,3 Ts О-1 ** образцы
глад- кий с над- резом
кгс/мм2 кгс-м^м2 кгс/мм2
Лист тол- щиной 2 мм Отожжен- ный (М) 14 — — 1 5***
Пруток диаметром 20 л.к То же — 8 12 13 2,5 —
* Для листов /0=11.3»^Ль Для прутков /o=10d0.
*♦ Предел выносливости (o-J определялся при пульсирующем
растяжении плоских образцов иа базе 2-Ю7 циклов.
*** Надрез ак=2,6.
Деформируемый сплав пониженной плотности
165
Механические свойства при низких температурах
Вид полу- Состоя- Темпера- тура °0,2 610 Ят.у.
фабриката мне испытания %
°C кгс/мм1 кго м/см1
Лист толщиной Отож- 20 13 17 ЗЭ — 2,1
2 мм женный —70 14 21 12
(М)
—196 16 24 16 — —
' S' -253 24 ЗЭ 2Э — —
Пруток диамет- 20 14 18 ЗЭ 2,5 —
ром 20 MJf -70 — — — 2,7 —
— 196 — — 2,8 —
—253 — — 2,5 —=
Чувствительность к надрезу
Вид полу- фабриката Состояние Характер нагружения Температура испытания °C
—196 —70 20
Лист толщиной 2 мм к Отожжен- ный (М) Статическое растяжение ‘Ов 1,04 0,98 1,03
* Надрез гн =0,1 мм, угол 60°.
Физические свойства
Плотность d = 1500 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 1 | 20—100 20—200 100—200 300—400
а-106 Цград | 39,7 37,4 35,1 43,2
166
Глава /. Магниевые сплавы
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 300
А вт/м-град 58,6 58,6 58,6 58,6
Удельная теплоемкость
Температура
“С
100
200
300
с кдж/кг-град
1,34
1,49
1,63
Удельное электросопротивление
р-10в=13,1 ом-см.
Коррозионная стойкость
Сплав обладает пониженной коррозионной стойкостью. Не склонен к кор-
розии под напряжением. Коррозионная стойкость сварного шва аналогична
коррозионной стойкости основного материала.
Технологические данные
Сплав имеет высокую технологическую пластичность при горячей обработке
давлением в интервале температур 200—250°С. Допускает прокатку и листовую
штамповку в холодном состоянии,
Горячая обработка давлением
Вид обработки давлением Температурный интервал деформации “С Допустимая степень деформации за 1 ход пресса или 1 проход % Скорость деформации MjMUH
Прокатка 210-260 25-30 —
5-20
99
Прессование
220—250
Деформируемый сплав пониженной плотности
167
Штампуемость
Вид обработки Показатель деформации при температурах °C
20 100 150 200
Гибка Минимальный радиус 3s* 2s 1,5 s
гибки Вытяжка Коэффициент вытяжки 1,6—1,8 2,0—2,2 2,2—2,4
Отбортовка Степень отбортовки 1,2 1,75 1,75 1,75
Выдавка Степень выдавки, в °/о 5 17-25 19—28
s — толщина материала.
Свариваемость
Вид полу- фабриката Состоя- ние Метод сварки Присадоч- ный материал Темпе- ратура испыта- ния °C Коэффи- циент тре- щинообра- зования А ч р % Предел прочности сварного соединения ов кгс/мм2 Коэффициент прочности сварного соединения сн’соед Угол изгиба град
ОСНОВ- НОГО мате- риала сварного соеди- нения
ав осн-мат
Лист тол- щиной 1—-3 мм Отож- женный (М) Аргоно- дуговая Основной металл 20 По кресто- вой пробе трещины в швах от- сутствуют 15,5 0,9 180 100—-180
Деформируемый сплав пониженной плотности
169
Термическая обработка
Сплав термической обработкой не упрочняется. Отжиг производится при
температуре 150°С в течение 4—16 час.
Применение
Сплав предназначается для малонагруженных деталей приборов и аппара-
Рис. 1, Изменение механических свойств сплава МА18 в зависи-
мости от температуры. Лист толщиной 2 л/м:
а — предел прочности; 6 — предел текучести.
170
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2. Кривые выносливости сплава МА 18, Лист толщи-
ной 2 мл:
о ~ о ~ гладкие образцы; Д — А — образцы с надрезом.
Литейные высокопрочные сплавы
171
ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ
К этой группе относятся сплавы МЛ4, МЛ4п.ч., МЛ5, МЛ5п.ч„,
МЛ6, МЛ8, МЛ 12, МЛ 15, ВМЛ5, ВМЛ6 и ВМЛ9, обладающие вы-
сокими механическими свойствами при комнатной температуре,
предназначенные для длительной эксплуатации в условиях нагрева
до 150°С (сплавы МЛ 12 и М.Л15 — до 200°С) и кратковременно
до 200—250°С (сплав МЛ 15 — до 350°С).
Сплавы МЛ5 (МЛ5п. ч.), МЛ6 системы Mg—Al—Zn—Мп об-
ладают хорошими технологическими свойствами.
Максимальные механические свойства сплавов данной системы
достигаются термической обработкой по режимам Т4 (закалка) и
Тб (закалка и старение).
Сплавы МЛ5п. ч. и. МЛ4п. ч. по механическим свойствам ана-
логичны сплавам МЛ5 и МЛ4, но благодаря повышенной чистоте
отличаются более высокой коррозионной стойкостью в морской
среде и рекомендуются для деталей, работающих в неблагоприят-
ных атмосферных условиях. Наибольшей коррозионной стойкостью
обладает сплав ВМЛ9.
Сплавы МЛ8, МЛ 12, МЛ 15, ВМЛ5 и ВМЛ6 системы Mg—Zn—
Zr (в сравнении со сплавами системы Mg—А!—Zn—Мп) облада-
ют следующими свойствами:
— более высоким пределом текучести при комнатной и высо-
ких температурах;
— повышенным сопротивлением ползучести при длительных
выдержках;
— пониженной чувствительностью к влиянию изменения сече-
ния на механические свойства;
— пониженной чувствительностью к влиянию микрорыхлоты на
механические свойства;
— пониженной чувствительностью к надрезу при статическом
нагружении;
— повышенной герметичностью.
Сравнительные данные по свойствам высокопрочных магние-
вых сплавов приведены на рис. 1—6.
^Высокопрочные сплавы имеют вполне удовлетворительные ли-
тейные свойства. Из сплавов системы Mg—Al—Zn наибольшее
Распространение имеют сплавы МЛ5 и МЛ5п. ч., обладающие луч-
шими технологическими характеристиками.
Технологические свойства сплавов МЛ4 и МЛ4п.ч. ниже, чем V
сплавов МЛ5 и МЛ6.
Из сплавов системы Mg—Zn—Zr паилучшими технологически-
ми свойствами обладает сплав МЛ 15.
172
Глава I. Магниевые сплавы
Температура литья высокопрочных сплавов колеблется в пре-
делах 700—800°С. Заливка форм сплавами системы Mg—Zn—Zr
производится при температуре на 10—20° выше по сравнению с за-
ливкой сплава МЛ5.
Подварку дефектов деталей из сплавов МЛ4 и МЛ5 (МЛ4п.ч.,
МЛ5п.ч.), М.Л6 рекомендуется производить аргоно-дуговым спо-
собом. Допускается применение газовой сварки. Присадочный! ма-
териалом служит основной металл.
Исправление дефектов деталей из магнийциркониевых сплавов
производится подваркой аргоно-дуговым способом. В качестве
присадочного материала при подварке деталей из сплавов МЛ8,
МЛ 12 и МЛ 15 применяется материал Св-122; для деталей из спла-
вов ВМЛ5 и ВМЛ6 присадочным материалом служит основной
металл.
Сплав МЛ12 обладает высокими механическими свойствами в
литом состоянии и может применяться в литом и искусственно со-
старенном из литого состоянии (Т1). Сочетание высоких значений
пределов прочности и текучести при высокой пластичности дает
возможность использовать этот сплав для литых деталей, дли-
тельно работающих в условиях больших статических и знакопере-
менных нагрузок. Ресурс барабанов авиаколес из сплава MJI12-T1
в 2—6 раз превосходит ресурс работы таких же барабанов из
сплава МЛ5-Т4 при равных условиях нагружения.
Сплав МЛ 15 рекомендуется применять в состоянии Т1. Этот
сплав обладает наиболее высокой жаропрочностью при 200°С по
сравнению с другими сплавами данной группы. Отливки из сплава
МЛ 15 отличаются высокой герметичностью.
Сплавы ВМЛ6, ВМЛ5 и МЛ8 обладают наиболее высокими
значениями пределов прочности и текучести при комнатной темпе-
ратуре. Эти сплавы применяются в термически обработанном со-
стоянии: сплавы МЛ8 и ВМЛ6 — по режимам 16 и Т61, сплав
ВМЛ5—по режиму Т61. Благодаря высоким значениям удельной
прочности сплавы ВМЛ6, ВМЛ5 и МЛ8 во многих случаях могут
быть использованы для замены поковок и штамповок из алюми-
ниевых сплавов АК.4, АК.6 и отливок из ряда алюминиевых спла-
вов.
Высокопрочные сплавы применяются для отливки детален са-
молетов, посадочных устройств, двигателей, агрегатов, приборов и
других изделий, работающих в условиях как длительного, так и
кратковременного нагружения.
Литейные высокопрочные сплавы
Рис. 1. Удельная прочность высокопрочных сплавов МЛ5, МЛ 12,
МЛ8, ВМЛ6, ВМЛ5, МЛ 15 в сравнении с удельной прочностью
жаропрочного алюминиевого сплава АЛ 19:
б-VQ^d.
174
Глава 1 Магниевые сплавы
Рис. 2. Предел прочности высокопрочных литейных магниевых спла-
вов при комнатной и высоких температурах.
Литейные высокопрочные сплавы
175
20 50 100 150 Z00 250 °C
Рис. 3. Предел текучести высокопрочных литейных магниевых спла-
вов при комнатной и высоких температурах.
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 4. Удлинение высотопрочных литейных магниевых сплавов при
комнатной и высоких температурах.
Литейные высокопрочные сплавы
177
12 2606
Глава I. Магниевые сплавы
Рис. 6. Предел ползучести высокопрочных литейных магние
вых сплавов за 100 час.
Литейные высокопрочные сплавы
179
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ
МЛ4, МЛ4п. ч.
* Механические свойства
для сплавов МЛ4 и МЛ4п. ч равнозначны.
** Допускается присадка кальция з количестве до 0,1% в сплаве МЛ4.
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид полуфабриката гост Способ литья Состояние <тв кгс{мм? в6 %
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм гост 2856—68 3 Без термической обработки 16,0* 3,0*
Закаленные (Т4) 22,0 5,0
£ ЙГ, Закаленные и состаренные (Тб) 23,0 ад
1
i
12*
Только для сплава МЛ4.
оо
о
Механические свойства при комнатной температуре
* Предел выносливости (<3-i) определялся
5-Ю7 циклов
* * Надрез г и =0,75 мм, ав=2,2.
при знакопеременном изгибе
вращающегося
образца на базе
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
181
Пределы ползучести
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Температура испытания °C °il 2Т00 (по оста- точной де- формации) кгс;ммЯ
Образцы, отдельно 3 Без терми- 100 6,0
отлитые, диаметром 12 мм ческой обра- ботки Закаленные (Т4) Закаленные и состаренные (Тб) 150 200 100 150 200 100 150 200 2,7 1.6 6,6 2,9 1,2 6,3 2,7 1,4
Физические свойства
Плотность с7—1830 кг]м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C J 20—100 20—200 20—300 100-200 200—300
«•10е Ijspad | 26,4 ’ 27,6 i Коэффициент теп 28,3 лопровод 28,8 н о с т и 29,7
Температура °C 25 100 200 300
Л вт/м-град 65 71,2 81,8 83,8
Удельная теплоемкость
Температура
°C
е кдж/кг-град
20—100
1,05
Коррозионная стойкость
удовлетворительной коррозионной стойкостью. Сплав
Сплав МЛ4 обладает __________--------
МЛ4п. ч. имеет повышенную коррозионную стойкость.
182
Глава 1. Магниевые сплавы
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпера- турный интервал кристал- лизации Темпера- тура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (по ши- рине кольца) Герметичность
°C мм
3, О 610—400 700—800 1,2—1,4 245 37,5 Удовлетвори- тельная при от= сутствии микро- рыхлоты
Примечание. Механические свойства сплавов находятся в зависимости
от толщины сечения отливки. При литье толстостенных и массивных деталей
следует увеличивать количество холодильников и выпоров в массивных частях
отливки. Литье в кокиль не рекомендуется.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева °C Выдержка час Охлаждающая среда
Закалка (14) 380 ±5 8—16 Воздух
Закалка и старение Закалка с 380±5, 8—16 Воздух
(Тб) старение при 175±5 16 Воздух
Свариваемость
Сплав сваривается аргоно-дуговой и газовой сваркой с присадкой из основ-
ного материала. Свариваемость хуже, чем у сплава МЛ5. Следует применять
предварительный подогрев в печи при температуре 350—380°С.
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Корпусные детали и детали управления летательных аппаратов, подвергае-
мые статическим и динамическим нагрузкам. Корпуса приборов и инструментов.
Литейные высокопрочные сплавы
183
Рис. 1. Механические свойства сплава МЛ4 при вы-
соких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре: отдельно отлитые
в землю образцы диаметром 12 ял):
а—продел текучести (-----литое состояние: ------- в состоя»
нин Т4; — в состоянии Тб); б — предел прочности
------- в состоянии Т4 и Тб:-------------литое состояние);
a — изменение абсолютных значений удлинения в зависимости
от температуры (-------- литое состояние: —з состоянии
Т4: ------ в состоянии Тб)-
184
Глава 1. Магниевые сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ МЛ5, МЛ5п. ч.
Химический состав в %
Марка сплава А1 Zn Мп Mg Si Си 1 i Be Zr Сумма приме^ сей *
Fe Ni
не более
МЛ5 7.5- 9,0 0.2- 0,8 0.15- 0,5 Осно- ва 0,25 0,1 0,06 0,01 0.002 0,002 0,5
МЛ5п. ч. 7,5- 9.0 0.2- 0.8 0.15 0,5 Осно- ва 0,08 0,04 0,007 С.001 0.002 0,002 0,14
* Допускается для сплава МЛ5 присадка кальция в количестве до 0,1%.
Механические свойства по ГОСТ или АМТУ (не менее) *
Вид ГОСТ Способ Состояние в0,2 <Ув 66
полуфабриката или ТУ ЛИТЬЯ кгс^мм2 %
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм ГОСТ 2856—68 3 Без термической обработки 15,0 2
Отожженные (Т2) 15,0 2
Закаленные (Т4) 8.5 23,0 5
Закаленные и состаренные (Тб) 23,0 2
АМТУ 546-69 3 Закаленные (Т4) 8,5 24,0 7
* Механические свойства для сплавов МЛ5 и МЛ5п. ч. равнозначны.
Механические свойства при комнатной температуре
Вид ЛИТЬЯ Состояние £ G ц апц °0,2 Ов б to ф т0,3 ~Ср «н о_, кгс/мм2
образцы
*
полуфабриката \о кгс-м[см? *
о о с и KSCjMM2 Kec'iMM2 % кгс^мм2 глад' кий СО □ о 1
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Без терми- ческой обра- ботки 4250 1600 0,34 — 9,5 16,0 3,0 4,0 — 12,0 — "— 4,5 —
Отожжен- ные (Т2) 420(1 1600 0,34 — 8,0 16,0 5,0 6,0 — 11,5 12,0 0,2 — —
Закаленные (Т4) 4230 16С0 0.34 3.0 9,0 25,0 9,С 15,С 4,0 15,5 13,5 0,5 8,5 7,0
Закаленные и состаренные (Т6) 4203 16С0 0.34 4,5 12.0 25.5 4,0 8.5 6,0 17,0 14,0 0,3 8,5 7,0
Образцы диа- метром 6 мм, вы- резанные из сред- них и крупных отливок сложной конфигурации 3, к Закаленные (Т4) — 9.0 22,5 6,0 —- — — —
* Предел выносливости (a-i) определялся при знакопеременном
базе 5-Ю7 циклов.
изгибе
вращающегося гладкого образца на
Литейные высокопрочные сплавы
** Надрез г н =0,75 мм, ак =2,2.
186
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких температурах
Состояние Темпера- тура испытания °C 30,2 ^5 кгс]мм? % Св кгс/лл2 Чувствитель- ность к надрезу _Н / °в/ °в
образцы гладкие образцы
глад- кий с надре- зом *
Закаленные (Т4) 20 10 13 25 23 0,90
=-70 12 И 29 24 0,85
—196 13 6 29 24 0,85
* Надрез а к =3,8
Пределы длительной прочности и ползучести
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Темпера- тура испытания °C ffg OlOO °.1 2'5 | 3О.2.'НИ) а0-2/ЛК>
кгс!ммг
кгс/мм? по остаточной деформации по общей деформа- ции
Образцы, от- 3 Закаленные 100 7,0 4,7
дельно отлитые, диаметром 12 мм (Т4) 125 --- — 6,0 4,2
150 12 — 4,5 2,5 2,1
200 7,5 8,5 3,5 0,8 —
250 4,5 4,5 — —
Закаленные 100 <— 2,5 7,4
и состаренные (Тб) 150 — — —= 2,7 —
200 — и —
Литейные высокопрочные сплавы
00
co
Секундная прочность и ползучесть
10" 60" 120" 180" 300"
Вид полу- Спо- соб литья Состоя- Темпе- ратура испыта- ния °C * 5т °0 5 и °0,5 at °0,5 at <4 30,5 31 Зг s0.5 ai
фабриката ние кгс/мм2
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 4 мм 3 Закален- ные (Т4) 100 200 25 19 — 25 15 9 10 24,5 15,5 8 9 24.5 15 8 9 21 14,5 7,5 8,5
300 11 6,5 7 9,5 5,5 6 9 5.5 6 8 5,5 6 8 5 5,5
350 9 5.5 — 7 4 5 6 3,5 4 6 3 4 5,5 2 3
*ат — разрушающие напряжения»
**ао,5 и — напряжения, вызывающие деформацию 0,5 и 1%,
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
J89
Чувствительность к трещине при ударном изгибе
Вид полуфабриката Способ литья Состояние дт.у. кгс-м/см?
Образцы, отдельно от- 3 Закаленные (Т4) 0,5
литые Закаленные плюс состарен- 0,13
иые при 150°, выдержка 10000 час
Закаленные плюс состарен- ные при 175°, выдержка 500 час 0,13
Физические свойства
Плотность «/=1810 кг/м?.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура испытания °C 20—100 20-200 20—300 100—200 200—300
а - 10е 1/град 26,8 28,1 28,7 29,4 29,9
Коэффициент теплопроводности
Температура испытания °C 25 100 200 300
X вт/м-град 65 71,2 77,6 79,7
Удельная теплоемкость
Температура испытания °C 20-100
с кдж/кг-град 1,05
Коррозионная стойкость
Сплав МЛ5 обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью, а
сплав МЛ5п. ч. имеет повышенную коррозионную стойкость.
190
Глава 1. Магниевые сплавы
Технологические данные
Технология литья
Метод лнтья Темпера- турный интервал кристал- лизации Темпера- тура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (по ши- рине кольца) Герметич- ность
о С ММ
Литье в песча- ные формы (3) 600—430 720—780 1—1,2 290-300 30 Удов ле-
Литье в обо- лочковые формы (О) 600—430 720—780 творитель- ная при от- сутствии мпкрорых- лоты
Литье в кокиль (К) 600—430 720—780 — —
Литье под дав- лением (Д) 600—430 720—760 — — —
Литье по вы- плавляемым мо- делям и в гипсо- вые формы (В, Г) 600—430 720—760 — —
Примечание. Сплав
обладает малой склонностью к образованию горя-
чих трещин.
Рекомендуемая термическая обработка
г ? а q Группа литья Условные обозначе- ния режимов Закалка Отжиг охлаж- дающая среда Старение
темпе- ратура нагрева °C выдерж- ка час охлаж- дающая среда Эо 1 eaadJBu в<1 1 -XiBdaiiivoi 1 i выдержка । i час темпе- ратура нагрева ; выдержка । час охлаж- дающая среда
Все группы литья Отожжен- ные (Т2) — — 350+5 2-3 Воздух — —
I. Отливки с ТОЛЩИ- НОЙ стенок не более 10 мм, отлитые в песча- ную пли оболочковые Закален- ные (Т4) 415±5 8-16 Воздух — —
формы и имеющие мас- сивные части в виде фланцев, бобышек и т. п,, толщиной пли диа- метром до 20 захо- ложенные путем уста- новки на них холодиль- ников Закален- ные и со- старенные (Тб) 415±5 8-16 То же 175±5 или 200+5 16 или 8 Воздух
II. Отливки с толщи- ной стенок от 10 до 20 мм, отлитые в пес- чаные или оболочковые Закален- ные (Т4) 360 ±5 + 420±5 3 13-21 Воздух — — — — —
формы и имеющие мас- сивные части толщиной до 40 мм, захоложен- ные путем установки ХОЛОДИЛЬНИКОВ Закален- ные и со- старенные (Т6) 360 ±5 + 420 ±5 3 13—21 То же 175±5 или 200 ±5 16 или 8 Воздух
Литейные высокопрочные сплавы
Продолжение
Группа литья Условные обозначе- ния режимов Закалка Отжиг Старение
темпе- ратура нагрева °C выдерж- ка час охлаж- дающая среда температу- ра нагрева выдержка час охлаж- дающая среда темпе- ратура нагрева °C | выдержка ' час : охлаж- дающая среда
III. Отливки с толщи- ной стенок более 20 мм, отлитые в песчаные или оболочковые формы и имеющие массивные ча- сти толщиной более 40 мм Закален- ные (Т4) Закален- ные н со- старенные (Тб) 369 ±5 + 420 ±5 360 ±5 + 420 ±5 3 21—29 3 21—29 Воздух То же — — 175+5 или 20Э±5 16 или 8 Воздух
IV. Все отливки, от- литые в кокиль Закален- ные (Т4) 415+5 8—16 Воздух — — — — —
Закален- ные и со- старенные (Тб) 415 + 5 8—16 То же — 175 + 5 пли 200 + 5 16 или 8 Воздух
Примечание. Отливки II и III групп, термически обрабатываемые по режиму Т4, допускается нагревать до
температуры 415±5, при этом следует применять одноступенчатый нагрев, а время выдержки брать ближе к верх-
нему пределу.
Глава I. Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
193
Свариваемость
Сваривается аргоно-дуговой и газовой сваркой с присадкой основного м<а
триала. Сваривается удовлетворительно после общего подогрева в печи при
350—380°С. Допускается местный подогрев.
Обработка резанием отличная.
Применение
Нагруженные детали самолетов, двигателей, приборов и других консгрук
цнй, тормозные барабаны, колодки, штурвалы, качалки, педали, кронштейны,
фермы, рамы и др.
Рис 1. Диаграмма растяжения сплава МЛ5-Т4, отлито
го в землю, прн комнатной температуре.
•3 2606
m.
/ лава l. Мтииевые сплавы
Рис. 2. Диаграмма растяжения сплава МЛ5-Т6, отлито-
го в землю, при комнатной температуре
Рис, 3. Механические свойства сплава МЛ5 при высоких температурах (в %
”т соответствующих свойств при комнатной температуре; отдельно отлитые в
а__ землю образцы диаметром 12 мм):
епредел текучести в состоянии Т4; б — предел прочности в состояниях Т4 (») и ТВ (X);
изменение абсолютных значений удлинения в зависимости от температуры (®з со
.'тоянии Т4; X — в состоянии Тб)
196
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 4. Механические свойства сплава МЛ5-Т4 при
комнатной температуре после длительных нагревов при
100—175°С (ав в % от исходного значения при ком-
натной температуре; отдельно отлитые в землю образ-
цы диаметром 12 мм):
а — предел прочности; б — удлинение. - -
Литейные высокопрочные сплавы
197
Рис. 5. Кривые длительной прочности сплава МЛ5-Т4
при 150°С:
1 — образцы с круговым надрезом (угол надреза 60°, ря
диус надреза 0,1 мм): 2 --- гладкие круглые образцы.
Рис. 6. Малоцикловая усталость сплава
МЛ5-Т4 при асимметричном растяжении,
198
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис 7 Кривая нормального распределения предела
прочности сплава МЛ5-Т4.
Испытано 20000 образцов диаметром 12 мм.
Рис. 8. Кривая нормального распределения
прочности отливок из сплава МЛ5-Т4, зали-
тых в кокиль. Испытано 1280 образцов диа-
метром б мм.
Литейные высокопрочные сплавы
199
Рис. 9. Кривая нормального распределения от- j
носительного удлинения образцов диаметром j
12 мм из сплава ЭДЛ5-Т4. Испытано 20 000 об- :
разцов. |
Рис. 10. Кривая нормального распределения относитель-
ного удлинения отливок из сплава МЛ5-Т4, залитых в
кокиль. Испытано 1280 образцов диаметром 6 мм.
Рис. 11. Кривая нормального распределения
предела прочности сплава МЛ5-Т6. Испытано
87(1 образцов диаметром 12 мм.
Глава 1. Магниевые сплавы
о
Литейные высокопрочные спл.чвы
201
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
МЛ6
9,0—10,2
Химический состав в %
Zn j Мп Mg Si ! Cui Fe L Ni j Be j Zr не более Сумма приме- сей *
0,6—1.2 0,1—0,5 Ос- нова 0,25 0,1 0,07 0,01 0,002 0,002 i 0,5
в количестве до 0,1%.
* Допускается присадка кальция
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид полуфабриката ! ГОСТ 1 Способ ) литья i Состояние ®0,2 Ов 01U %
кгс[мм$
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм ! ГОСТ 1 3 2856—68 ’ Без термической обработки Закаленные (Т4) Закаленные и состаренные (Тб) Закаленные в воде и состарен- ные (Т61) 11 14 14 15 22 22 23 1>о 4 1 1
Q
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полуфабриката ' Способ литья I Состояние £ кгс}мм2 °0,2 кгС[ а» мм2 61С /п а-! * кгс/мм? образцы
гладкий с надре- зом **
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Без термической обработки 4200 0,33 11,0 16э0 1,5 2,5 6,0 4,5
Закаленные (Т4) 4200 0,33 10,0 25,0 5,0 12,0 9,5 7,5
Закаленные и состаренные (Тб) 4200 0,33 14,0 26,0 1,0 3,0 8,5 7,0
* Предел выносливости (о -О определялся при знакопеременном изгибе вращающегося образца на базе
5-107 циклов
** Надрез г в =0,75 мм; ак =2,2.
Глава Г Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
203
Механические свойства при низких температурах
Вид полу фабриката Способ литья Состояние Темпера- тура испытания ’С о» кгс[мм2 6W Ф 0 -'и кгс • м!см'г
Образ цы, отдель- но отли- тые, диа- 3 Без тер- мической обработки -70 16,5 1,0 1,5
ветром 12 мм Закален- ные (Т4) -70 27,0 5,0 8,5 0,3
Закален- ные и со- старенные ' (Тб) —70 27,5 1,0 2,5 1 ai
Предел ползучести
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Температура испытания °C z : 0,2/Юи кгс/мм*
Образцы, отдельно от- 3 Закаленные 1 НЮ 7 о
литые, диаметром 12 чм СТ4) 150 2,4
200 0,7
i Закаленные Ю<)
। и состаренные 160
! (Тб)
1 200 1,0
f По остаточной деформации.
Физические свойства * 1
Плотность d~ 1810 «г/л3.
Коэффициент термическою линейною расширении
Температура °C . 20—100 I 20—200 20—300 100—200 1200-300
«•108 Пград 27,3 27.7 28,6 ! 28,4
204
Глава 1. Магниевые сплавы
Коэффициент теплопроводности
Температура
°C
К вт/м-град
! 20 100
; вол 67,!
Удельная теплоемкость
Температура °C 20-100
с кдж/кг - граб ’ 1,05
Коррозионная стойкость
Коррозионная стойкость сплава удовлетворительная.
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпера- турный интервал кристал- лизации °C Темпера- тура литья °C Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (по ши- рине кольца) Г ерметнчность
JW м
3; К; Д 600—420 720—780 1,1—1,2 330 27,5 Удовлетвори- тельная, при от сутствии микро- рыхлоты
Примечание. Сплав обладает хорошими литейными свойствами.
Литейные высокопрочные сплавы
!’ tKOM енд у емая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева °C Выдержка час Охлаждающая среда
Закалка (Т4) 360 ±5 3 Воздух
+ 410±5 , 21—29
Закалка и старение (Тб) Закалка: 360 ±5+ +410±5 - 3 1 21—29 Воздух
Старение: 190+5 4—8 Воздух
Закалка в воде и ста- рение (Т61) Закалка: 360 ±5+ +410±5 3 ' 21—29 Вода 9о'
Старение: 190±5 1 4„8 Воздух
Свариваемость
Сплав сваривается аргоно-дуговой сваркой с присадкой основного металла
несколько хуже, чем сплав МЛ5. Перед заваркой дефектов отливки следует под-
вергать общему подогреву в печи до 350—37О°С.
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Высоко- и средненагружеиные детали. Различные корпуса, детали приборов,
аппаратуры и т. п. Целесообразно применять для изготовления деталей, требую
П1их повышенного предела текучести
206
Глава 1. Магниевые сплавы
б
30Г~~Т~
d 1 2 3 ь s Б 1 8
Рис. L Диаграмма растяжения при комнатной темпе-
ратуре сплава МЛ6, отлитого в землю.
Литейные высокопрочные сплавы
Рис. ?. Диаграмма сжатия при комнатной темпера-
туре сплава МЛ6, отлитого в землю.
208
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. д. Механические свойства при высоких темпера-
турах сплава МЛ6 в состояниях Т4 и Тб в %
от исходного значения при комнатной температуре-,
отдельно отлитые в землю образцы диаметром 12мм):
-------в состоянии Т4; — — в состоянии Тб.
а — предел прочности; б — удлинение.
Литейные высокопрочные сплавь.
209
М 2606
Рис. 4. Предел ползучести сплава МЛ6 яри высоких
температурах:
— в состоянии Т4; — — в состоянии 16.
й
I
i
210
Глава 1. Магниевые сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ МЛ8
Химический состав в %
Zn ' Zr I
Cd ( Mg
I А1
Ni
Си ! Be
Прочие ; Сумма
примеси । примесей
не более
5.5—
6.6
0.7-
1,1
Ос-
0,2-
0,8 нова
0,0210,03 0,011 0,005 0,03
0,12
0,2
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид полуфабриката ГОСТ Способ ЛИТЬЯ Состояние ®0,2 кгс) crs
ММ2
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм ГОСТ 2856—68 3 Закаленные на воздухе и соста- ренные (Тб) 17 27 4
Закаленные в воде и состарен- ные (Т61) 18 28 1
г
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полуфабриката об литья Состояние Е 6 р. °0,2 <тв 610 Ф ^сж °0.2 сж т0,3 тв 3 у G4 g
о о н и кгс/мм? кгс/мм!- * кгс/мм? а «3 * ё
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Закаленные на воздухе и состаренные (Тб) 4200 1600 0,33 10 19 29 6 13 4200 9 19 — 0,3 7,5
Закаленные в воде и со- старенные (Т61) 4200 1600 0,33 12 20 30 7 8 4200 19 8,5 20 0,3 7,5
Образцы, диа- метром 6 мм, вы- резанные из сред- них и крупных от- ливок сложной конфигурации Закаленные на воздухе и состаренные (Тб) Закаленные в воде и со- старенные (Т6П 0,33 19 20 27 28 5 6 —
Литейные высокопрочные сплавы
* Предел выносливости (<x-t) определялся при знакопеременном изгибе вращающегося сладкого образца
па базе 2 • 10е циклов.
12
Г лава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства при температуре — 70°С
Вид полуфабриката Способ литья Состояние ff0,2 } кгс/млР i 6io i ан % Дгс-л/слг
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 10 мм 3 Закаленные на воздухе или в воде и состарен- ные (Тб и Т61) 1 21' ; 33 1 4 ! 0,25 i
i
Пределы ползучести и длительной прочности
Вид полу- >о О ~ Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C О III отоо о0,2/ю| а0,2'100
фабриката Спос ! ЛИТЬ! L. кгс/мм*
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 10 лм 3 Закаленные на воздухе и состаренные (Тб) 150 200 10,5 6,5 8,5 ! 3 I 4,5
Закаленные 150 11 9 5
в воде и со- старенные (Т61) 200 7 3,5 J i -
Чувствительность к надрезу *
Температура
Вид ! 'g полуфабриката ( g S i <3 s j ч Состояние Характер нагрузки испытания °C —70 j 20
Образцы, от- 3 дельно отлитые, ; диаметром 10 мм ( i Закаленные на воздухе или в воде и состарен- ные (Тб и Т61) При стати- ческой нагруз- ке ав ! 1,15 ‘ 1,23
* Надрез при статическом разрыве Гн=0,1 мм, угол 60°.
Литейные высокопрочные сплавы
2ГЗ
Физические свойства
Плотность d=1820 кг/м1.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 20—200 20-300 100—200 200—300
а- 10е 1/град 26,6 27,2 27,8 27,8 28,0
Коэффициент теплопроводности
Температура испытания •с 100 200 300
А, вт/м-град 123 125 127 130
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпера- турный интервал кристал- лизации Темпера- тура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (ио ши- рине кольца) Герметичность
°C ММ
з, К; О 638—525 720—800 1,3—1,4 290 30—32,5 Повышенная по сравнению со сплавом МЛ5
Примечание, В литом и термически обработанном состояниях отливки
°бладают высокими и однородными механическими свойствами. Alex эпические
свойства образцов, отлитых отдельно и вырезанных из деталей, близки между
е°бой. Микрорыхлота снижает свойства отливок из сплава МЛ8 в значительно
Меньшей степени, чем из сплава МЛ5.
214
Глава 1. Магниевые сплавы.
Рекомендуемая термическая обработка
Внд термине' скон обработки = Температура иагрева °C ! ! 1 i Выдержка 1 час i i Охлаждающая i среда
Тб 1 ' Закалка 490±5 5 Сжатый возду.
! Старение 165±5 24
ИЛИ
130±5 48 Воздух
Гб! ' Закалка 490±5 S Горячая во*
' Старение 165±5 24 да — 90±10°
j или 1
: 130±5 ! 48 ’ Воздух
Примечание. При скорости подъема температуры в печи при нагреве под
закалку, превышающей 200°С в час, или при загрузке деталей в нагретую печь
рекомендуется применять двухступенчатый нагрев: I ступень нагрева —до 420—
440°С, выдержка 1—2 час, 11 ступень нагрева—до 49О±5°С. выдержка 5 час
Свариваемость
Метод сварки Присадочный материал Темпе- ратура подо- грева в печи X Предел прочно- сти при 20°С Коэффи- циент проч- ности сварного соеди- нения !~в св/5в Характери- стика сва риваемости
ОСНОВ- НОГО ма- териала сварно- го сое- динения
Аргоном дуговая сварка Прессован- ная проволо- ка из сплава Св 122 400—440 26—27 22—24 0,85—0,901 Удовлет- ! ворнтель- i ная при аргоно-ду- j говой свар- 1 ке
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Высоконагруженные детали (кронштейны, фермы, детали управления, ба
рабаны, реборды, детали приборов, агрегатов н др.).
В ряде случаев может быть заменителем литейных и деформируемых алю
ииниевых сплавов (АЛ9. АЛ4, 07, АК4. АК6).
Литейные высокопрочные сплавы
215
Рис. 1, Механические свойства сплава МЛ8 при высоких
температурах (в % от соответствующих свойств при комнат-
ной температуре; отдельно отлитые в землю образны диамет-
ром 12 мм):
----_— з состоянии T6: °--в состоянии 1'61,
а _ предел текучести; б — предел прочности,
216
Г лава 1. Магниевые сплавы
Рис. 1. Механические свойства сплава МЛ 8 при высоких
температурах (в % от соответствующих свойств при комнат
ной температуре; отдельно отлитые в землю образцы диамет
ром 12 мм):
.... в состоянии Тб;----в состоянии T6I.
в — модуль упругости при растяжении; г — изменение абсолютных зна-
чений удлинения в зависимости от температуры.
Литейные высокопрочные сплавы
217
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ МЛ12
Химический состав в %
2п 1 Zr — Mg Al Sil Fe Ni Си Be Прочие примеси Сумма примесей
1 не более
4,0—5,0 1 0,6—1,1 ! i Осно- ва 0,02 0,03 0,01 0,005 0,03 0,001 0,12 0,2
Механические свойства по ГОСТ или АМТУ (не менее)
Виа ’ t полуфабриката । i гост или ТУ Способ литья Состояние 30,2 а® «э г₽
кгс/ям!2
Образцы, от ‘ дельно отлитые, 1 диаметром 12 мм I ГОСТ 2856—68 3 Без термической обработки 9 20 6
! Состаренные (Т1) 13 23 5
1 1 АМТУ 546-69 3 Состаренные (ТВ 14 24 5
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полуфабриката Способ 1 литья ! I Состояние Е С № ®«ц j ст0,2 0s «5 Ф
кгс!мм? кгс{ммЛ %
Образцы, от- дельно отлитые, тиаметром 12 мм 3 Бел терми- ческой обра- ботки 4400 1650 0,33 8 12 22 7 8
Состарен- ные (Т1) 4400 1650 1 I 0,33 9 15 26 6 7
Образцы, диа- метром 6 мм, вы- резанные из сред- них и крупных от- ливок сложной конфигурации 3; К Состарен- ные (Т1) 15 24 6
кгс[мм?
19 15,5
Есж 30,2сж г013
7,5
* Предел выносливости (о^) определялся при знакопеременном изгибе вращающегося гладкого образца
на базе 2-107 циклов
218 Глава 1. Магниевые сплавы
-Литейные высокопрочные сплавы
219
Механические свойства при низкой температуре (—70°)
Вид полуфабриката Способ литья i r 1 f Состояние j i i °0,2 /сгс/ 0в б|0 % ак кгс-м/см1
мм2
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 10 мм 3 1 Без термической ! обработки Состаренные ! (Т1) 16 20 23 2.,5 2,0 0,4 0,4
I
Предел длительной прочности
Вид полу- фабриката ; Способ 1 литья Состояние Темпе- ратура испыта- ния ЭС язо' С1 as азо ffiot.
KBCjM-M2
Образцы, от- 3 Состарен- 150 12,5 ,2 10 8
дельно отли- тые, диамет- ныс (ТП 200 8 7,5 4
ром 10 мм 250 5.5 5 3,5 3 2
300 3,5 — — — --
Предел ползучести *
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- °0,2,30' °0,2/5 °0,2/30 °0,2.100 °0,5/1 а0,5/10 °0,5/100 °0,5/1000
С Й НИЯ °C КгС[ММ?
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 10 мм 3 Состарен- ные (Т1) 100 150 7.5 5 — 3,5 12,5 9,0 11,5 7.7 10,0 6,4 8,4 5,0
200 — 3,5 3 2,1 6,3 5,0 1.8 2,4
250 2 1,2 — — — — —
По остаточной деформации.
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
221
Чувствительность к надрезу * при статическом разрыве при 20°
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Н Зв / 8 в
Образцы, отдельно отлитые. 3 Состарен- 0,95
диаметром 10 мм ные (Т1)
* Надрез прн статической нагрузке гн -0,1 мм-, угол 60°,
Физические свойства
Плотность г/=1810 кг/л5
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 20—200 20—300 100—200 200=300
а >10в Иград 26,2 27,8 28,9 29,5 31,2
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200
К вт/м-град 134 130 130
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.
'1'11
Глава I. Магниевые сплавы
Технолог ические данные
Т е х нол о г и а л и ть я
Метод литья Темпера- турный интервал кристал^ лизации Темпера- тура литья Линей- ная усадка % Жидко- I оряче-
jтекучесть - (по дли- не прут- > ка) ЛОМКОСТЬ:
(по ШИ-;
рине ' Герметичность
кольца) !
о с j мм j
3 644—550 740—800 1,3—1.4 ! 200 30 -32,5 Герметичность ! повышенная пс
к 644—550 720—800 1,3—1,4 ; 290 j 30—32,5 j сравнению со ; сплавом МЛ5
о 644—550 720—800 1,3-1,4 290 30—32,5
в, г 644—550 720—800 1,3-1,4 290 30—32.5
Примечание. В литом и термически обработанном состояниях отливки
обладают высокими и однородными механическими свойствами. Механические
свойства образцов, отлитых отдельно и вырезанных из деталей, близки междг
собой. Микрорыхлота в значительной меньшей степейч снижает свойства отли-
вок из сплава МЛ12. чем из сплава МЛ5.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической
обработки
i Температура нагрева. Выдержка
°C i час
Старение (Т1)
< '
: 300 ±5 !-+i
i Охлаждающая
j среда
1
Воздух
Свариваемость
Метод сварки Присадочный материал Температура подогрева в печи °C Коэффициент прочности свар° кого соединения °в св/°в Характеристика сваривае- мости
Аргонсг дуговая сварка Прессован- ная проволо- ка Св 122 400—440 ! । 0,85 i ‘ Удовлетвори тельная
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Нагруженные детали (барабаны, реборды,
гельно работающие при температурах до 200°С
колеса и другие детали), дли
и кратковременно — до 250°С
Литейные высокопрочные сплавы
223
Рис. 1. Кривая растяжения при
комнатной температуре сплава МЛ12,
отлитого в землю.
224
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис, 2, Механические свойства при высоких темпе'
ратурах сплава МЛ 12 (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре). Образцы, отдельно отли
тые в землю, диаметром 12 мм:
а — предел текучести при растяжении:
-—— - без термической обработки; — — в состаренном со
стоянии;
о — предел текучести при сжатии.
Литейные высокопрочные сплавы
225
в)
20 150 200 250 300 °C
40
15 2606
Рис. 2. Механические свойства при высоких темпе-
ратурах сплава МЛ 12 (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре). Образцы, отдельно отли-
тые в землю, диаметром 12 мм:
в —’ предел прочности при растяжении:
-- без термической обработки; -----в состаренном со-
стоянии;
а —модуль упругости при растяжении и сжатии:
" —- при растяжении в состаренном состоянии;”— при са$а
а тии в состаренном состоянии;
о* — изменение абсолютных значений удлинения в заййен^ости
от температуры;
--- в литом состоянии; — — — в состаренном состоянии.
22b
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 3 Пределы ползучести и длительной прочности
сплава МЛ 12,
Лилейные высокопрочные сплавы
6 макс чикла
No цимм(
Рис, 4. Малоцикловая усталость сплава МЛ12-Т1:
из отдельно отлитой заготовки, о-гн=0,73; а — гн-0,10.
А — - из детали Гн-0,75; Д-гн-0,|0,
228
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис, 5. Кривые нормального распределения механических свойств дета-
лей среднего веса (до 100 кг) из сплавов МЛ 12 и МЛ5. Испытано 350 об-
разцов:
» - предел прочности; б — относительное удлинение.
Литейные высокопрочные сплавы
229
Zn
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
Химический состав в %
La
Zr
Mg
Fe j Si
Си
Ni
МЛ15
Al
Сумма
всех
примесей
х
о
к
s
X
не более
4,0—5,0
0,6-1,2
0,7—1,1 1 Основа 0,01 0,03 0,03 0,005 0,02:
! ' :
: o,2
Механические свойства пр ГОСТ
Вид ГОСТ J 1 I Способ Состояние I ! 30,2 i . :
полуфабриката ’ литья 1 i 1 ; кгс[ммг %
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм ГОСТ 2856—68 3 1 ; Состаренные (TI) о
Механические свойства при комнатной температуре
Образцы, от-
дельно отли-
тые, диамет-
ром 12 мм
Вид полу-
фабриката
Состояние - Е ; G | !-i J
KSCjMJift j
Состарен-
ные (Т!)
4300
4500 1600
Образцы, \ 3
диаметром
5 мм, вырезан-
ные из средних
и крупных де-
талей сложной
конфигурации
То же
н
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
23!
Механические свойства при низких температурах
Вид полу Темпе- >s , j ратура о к | Состояние испыта- о S 1 ' НИЯ о , °C £ 30.2 S|0 ф кгс-м/см-
фабриката кгс/ш. 1
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 12 мм 1 * 3 Состарен- . —70 ! ные (Т1) i -196 1 4500 5000 14 16 1 1 21 ! 1 22 1 <1 3,2 3,0 aie 0,15
Механические свойства после длительных нагревов ври leMiieparypax испытания
1 Выдержка
Вид полу- К ; ь : Состояние фабриката J й 1 1 ю । о ! О О к , ! U . . 1 1 Темпе- г ратура : 30 мин нагрева .... И ИСПЫ- ! ! тания, т|)9 i <тР. i т °’21 ! 6,0 ; ———-; % ! КгС/'ММ2 1000 час ®0,2 5 > бц> — кгс]мм2 У
С Образцы, от- 3 Состарен- , 100 ! j 13 19,5 7 5|15,5 21,5 | Ю;'>
дельно отли- ; тые, диамет । ром 12 мм j 1 ные (Т1) ! 150 5 17,5 15 j 12,5 17,5 j 12,r-
900 1 10 13,5 22 j 3,5 12,5 | 23
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу-
фабриката
Образцы, от-
дельно отли-
тые, диамет-
ром 12 мм
Состояние
Темпе-
ратура
испыта-
ния
’С
кгс/мм?-
Состарен- ( 20 .
ные (Т1) I 100 — 14 12,5 — 9
150 — -- Н) 8,5 -- — 6,5
; 200 10,5 8,5 7 6,5 5 6,5 5,5 — 4
1 250 7,5 5,5 4,5 1 3 4,5 3,5 2 —
ООО 5,5 4 — 3 —
* Пределы длительной прочности и ползучести определены расчетным путем.
*® Предел выносливости (cr-i) определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2Л№ цик-
лов.
Надрез гн =0,75 л*л;ак=2,2.
Глава 1. Магниевые сплавы
Секундная прочность и ползучесть
Внд
полу-
фабриката
60" ' 120"
°0,5 31 °0.5 °1,0
180"
Образцы
диаметром
4 мм, выре-
занные из
деталей
Состарен-
ные (Т1)
200
250
300
350
15
10
7,5
5,5
4
Литейные высокопрочные сплавы
* а х — разрушающее напряжение.
* * о,5 и <5 — напряжение, вызывающее деформацию 0,5 и 1%.
234
Глава 1. Магниевые сплавы
Малоцнкловая усталость
Вид полу- фабриката о к о £ Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C атах к,гс\мм2 N ЦИКЛЫ
Образцы, от- 3 Состарен- 0,7 14,7 4600—8100
дельно отли- тые, диамет- ром 12 мм ные (Т1) 150 0,5 10,5 190000-487000
0,7 14,7 3200—7000
0,5 10,5 47300—51600
200 0,5 10,5 10800—16600
* Образцы а!П1П 0,1.
с надрезом ак — "Лпах
Чувствительность к надрезу *
. !
i
Внд полу- '
фабриката ,
Состояние
Характер
нагружения
Температура испытания, °C
20 200 25и
!
Образцы, 3
отдельно
отлитые,
диаметром
[2 мм
!
Соста-
ренные (Т1)
При ста-
тической
нагрузке
0,92
0,95
При по-
вторной на-
грузке ;
1,3 1,3 1,3
* Надрез при статической нагрузке гн=0,1 мм, «к=4,0.
Надрез при повторных нагрузках гн=0,75 мм, ак—2,2.
Литейные высокопрочные сплавы
236
Физические свойства
Плотность d =-1830 кг[м\
Коэффициент тер ми чес к о г с л и н е й 11 0 г 0 расширения
Температура °C ро—100 20-200 j20-.Ю0 j 20—400 100—200 I2OO- -300 i 1300—400
а-10е V,град 1 ' 25,9 ! Коэф 26,9 I 27,9 i 28,8 ф и ц и е н т т е п л о и р о в 1 27,9 i 29,8 о д 11 о с т и 1 : 3i,5 i
Температура °C 25 1 100 200 ! ЗОИ) ! i 100
Л вт/м-град 138 ; 134 1 i i Уде л ь н а я те п 130 : 025 ; i 1 л о е м к о ст ь 125
Температура °C 10(1 200 j s i \ 100
с кдж!кг-град ! 0,92 1.00 i 1,13 1.21
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.
Технологические данные
Технология литья
Темпера- турный Темпера- Линей-
Метод интервал тура ная
ЛИТЬЯ кристал- лизации литья усадка %
Жидко- Горяче- ।
текучесть ломкость!
Герметичность
Литье в
песчаные
формы
630—539 | 720—790
\
1,2—1.5
320
27,5—30
Повышенная.
Детали с толщи -
ной стенки 3
выдерживают ги-
дростатическое
! давление >150 ai
I и пневмодавление
! >100 ат
Примечание. Механические свойства отливок по всему сечению одно-
родные, близкие к свойствам отдельно отлитых образцов.
Сплав рекомендуется для отливкн в песчаные формы, кокиль, гипсовые
формы и по выплавляемым моделям.
236
Глава 1. Магниевые сплавы.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки 1 Температура нагрева °C Выдержка ! час 1 Охлаждающая среда
Старение нз литого j состояния (ТВ ; 300 ±5 2—6 Воздух
Свариваемость
Метод
сварки
। Присадоч
> ный ма-
| териал ,
! :
! I
Температура
подогрева
перед сваркой
°C
Аргоно-
дуговая
сварка
Прессован-
ная прово-
1лока марки
। св т
I Предел
1 прочности
j при 20°С
I
кгс/мм2
Коэффи-
циент
прочно-
сти свар-
ного со-
единения
„ 20°
Звсв
Характери-
стика сва-
риваемости
Подогрев в пе- !
чи до 300±10°С i
с последующим
местным подо- i
гревом участка I
отливки в зоне |
заварки по 400— i
440°С.
21
f
0,85—1 Удовлет-
‘ веритель-
ная
I
Суммарное
время местного
нагрева в интер-
вале температур
300—440° не дол-
жно превышать
15 мин
Заварку дефек-
тов производить
| в интервале тем-
i ператур 400—
I 440°С”
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Нагруженные детали, работающие длительно при температурах до 20О°С,
кратковременно до 350°С; детали высокой герметичности.
Литейные высокопрочные сплавы
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела текучести
сплава МЛ15-Т1 при комнатной и высоких темпера-
турах.
i
238
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2. Механические свойства сплава МЛ15-Т1 при высо-
ких температурах (в % от соответствующих свойств при ком-
натной температуре. Отдельно отлитые в землю образцы
диаметром 12 мм):
а«модули упругости; б — предел текучести при растяжении и
сжатии.
Литейные высокопрочные сплавы
Рис. 2 Механические свойства сплава МЛГ5-Т1 при высо-
ких температурах (в % от соответствующих свойств при ком-
натной температуре Отдельно отлитые в землю образцы
диаметром 12 мм):
в — предел прочности при растяжении: г —удлинение при комнатной
и высоких температурах.
240
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 3 Механические свойства сплава МЛ15-Т.1
после нагрева в течение 1000 час при
100—2О0°С (в % от соответствующих свойств при
комнатной температуре. Отлитые в землю образ-
цы диаметром 12 мм):
и «q j и 9|Ч; б — удлинение при комнатной и высоких
температурах.
Рис. 4. Кривые' выносливости при консольном изгибе спла-
ва МЛ 15-11 при 20°С (—о—) и 100°С (—»—). Образцы, отлитые в
землю, диамертом 10 мм).
IS3
Литейные высокопрочные сплавы
механических свойств сплава МЛ15-Т1 при 20°С. Образцы,
и кокиль). Испытано 1200 образцов. По данным завода.
Рис. б. Кривые нормального распределения
вырезанные из отливок (литые в землю
и . предел прочности: б - предел текучести: в — удлинение.
242
Глава 1. Магниевые сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВМЛ5
Химический состав в %
Si ! Fe | Ni j Си j Сумма
j i I i примесей
не более i
1 7,8—9,2 । 0,2-1,2 1 Э, 03-0,3 0,7—1,1 Осно- ва 0,03*0,03 i 0,01 0,01 0,03; 0,25 1
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полуфабриката ТУ * Способ литья Состояние s0 2 ав I ?>9. О’ 1
кгс1мм%
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 АМТУ 554-69 3 Закаленные в воде или мас- ле и состаренные (Т61) 20 30 3
* В стадии оформления.
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу-
фабриката
кгс/мм?
кгс/мм2
KZCjMM2
Образцы, от-
дельно отли-
тые, диамет-
ром 12 мм
Образцы, j d
диаметром
6 мм, вырезан-
ные из сред-
них и крупных
деталей слож-
ной конфигу-
рации
Закалси-
! иые в во-
I де или
- масле и со-
старенные
(Т61)
То же
21
21 13 22
Литейные высокопрочные сплавы
ко
2t4
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких гемпературах
Вид полу- фабриката . Темпера- | 0,2 ю г тура !— - о s । Состояние , испытания g g с кг ej j 1 ] О'в с!ММ2 6в j Ф % кгс*м[см2
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 12 мм 3 Закален- , —70 1 22 ! ные в во- i ! де или мае ! ле и соста- ренные — 196 : 24 i (теп ; : 35 36 ! 2 ( 4 1,5 | 2,5 0,25
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние Темпе- ратура испыта- ния аС <1100 °0,2/100 н» ®--1 Сопротивление повтор- ным статическим нагрузкам ***
°тах Зшах кгс)ммг
2 1 а-
кгс/мм2 сс
Образцы, оч - 3 Закаленные 20 9 7 0,7 21 2000
дельно отли- в воде или
гые масле и соста- ренные (Тб!) 150 10,0 7,5 7 4,5 — — -
200 5,0 2,8 — —
консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-10' цик
* Предел выносливости (a-j) определялся при
ЛОВ:
* * Надрез гн =0,75 мм-, ак=2,2.
**’ Образцы с надрезом ак=2,2:=0,1.
Литейные высокопрочные сплавы
246
Глава 1. Магниевые сплавы
Чувствительность к надрезу *
Образцы,
отдельно
отлитые,
диаметром
12 мм
Вид полу-
фабриката
Состояние
Характер
нагружения
Температура испытания, °C
-196
—70
20
100
150
Закален-
ные в во-
де или
масле и со-
старенные
(Т61)
При ста-
тической ;
нагрузке
он
в
0,85
0,92
1,12
°в
I При по-
I вторной на-
I грузке
1,3
I 1,6
* Надрез при статической нагрузке =0,1 лш, ак =4,0.
Надрез при повторных нагрузках гн=0,75 мм, ак =2,2.
Физические свойства
Плотность d~ 1890 кг/м?.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 20—200 20 - 300 20-400 100-200 200—ЗОо[ 300—40(
я-10е !/град 27,6 2.7,9 28,3 28,3 29,2 |
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 300
X вт1м-град 12В 128 130 121
Удельная теплоем К 0 с г ь
Температура °C 100 200 । 300
с кдж]кг~град 0,921 1,05 1,17
Литейные высокопрочные сплавы
247
Удельное электросопротивление при 20°С
о . 106=5,41 ом • см.
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью, но более
низкой, чем сплав МЛ5.
Технологические данные
Технология литья
Метод
литья
3
1 иемпера- ! турный ।интервал j крпстал- 1 лизации Темпера- тура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть Горяче- ломкость Герме।ичносгь
0 с мм
1 ' 625—460 720—800 1,2—1.4 300—330 27,5—30 >•300 аг при гидроиспытании (толщина стенки стакана 4 мм)
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева °C Выдержка час, мин Охлаждающая среда
Закалка в воде или масле и старение (Т61) 440-10+400-Н0 (двухступенча- тый нагрев) (4—8) час+ (15—30) мин Вода (80— 90°С) или масло (20—30°С)
150+10 24—50 час Воздух
Закалка на воздухе и старение (Тб) 440~1° 4—8 час Обдув сжатым воздухом
150+1° 24—50 час Воздух
Примечание. Режим термической обработки (Тб) допускается при ус-
ловии соответствия механических свойств АМТУ 554-69.
248
Глава 1. Магниевые сплавы
Свариваемость
Метод сварки Присадочный материал i Гемпе» ратура подогре- ва при сварке 9С Предел прочности при 2'0°С свар- | основ- ного ! ного соеди- ; мате- нения ( риала Коэффи- циент прочно- сти свар- ного со- единения GB св j Характе- | ристика i сваривае j мости
кгс/мм2 Ов
Аргоно- дуговая сварка > Прессован- ; ная проволока ' из сплава ; ВМЛ5 400—440 24,3 . 29,4 0,8—1 j Удовлетво- . рительиая
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Нагруженные детали, работающие длительно при температурах до 150°С,
кратковременно — до 2 ЭО°С.
Литейные высокопрочные сплавы
249
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМЛа при
высоких температурах (в % от соответств^
гощих свойств при комнатной температуре. От-
дельно отлитые образцы в землю):
« — модуль упругости; б — предел пропорциональности:
в — предел текучести.
Глава 1. Магниевые сплавы
°/o am
Рис. 1. Механические свойства сплава ВИЛ 5 при
высоких температурах (в % от соответству-
ющих свойств при комнатной температуре От-
дельно отлитые образцы в землю):
с — предел прочности; д — удлинение
Литейные высокопрочные сплавы
251
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВМЛ6
Химический состав в %
Zn i Ag 1
' ! 1 i ! Al ! Si Zr . Cd ! Mg ! ! ! ! I Fe j Ni ;Cu ' Be 1 ПРочие 1 i . | примеси ! i ! ! Сумма примесей
не более
7,0 - 1.0- 0.7- 0,4—
8,0 1,6 1,1 I 1,0
I
Ос- jo,02
нова,
0,0110,005
i
о,оз)о,оо1
0,20
!
Механические свойств» по ТУ (не менее)
1
I . .
ВИД ПОЛУ- j ру j
фабриката ‘ !
! !
1
I
Способ
литья !
®0,2Сж
кгс/мм?
; i
Образцы, от-! АМТУ ।
дельно отлн- : 554-69 i
гые, диамет-
ром 12 мм !
Закаленные ] 24 ' 33 [ 5 । —
на воздухе | •
: и состаренные '
(Тб) I ;
Закаленные ' 23 : 34 ; 6 ; 24
। в воде и со- ; ;
i старенные ' ;
। <Т6П
й>
Механические свойства при комнатной температуре
Вид Е G и вПЦ 1 а0,2 Ов 610 ф ^сж Зпц еж 1 т0,3 1 Тв сч 3 Cl ss
полуфабриката Способ литья кгс)мм2 кгс/мм2 % кгс/мм2 & о
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 ям 3 Закаленные н состаренные (Тб) Закаленные в воде и состарен- ные (Т61) 4300 4300 . 1 1600 1600 4,34 0,34 17 17 25 26 34 35 7 8 12 10 4400 — 25 16 23 0,2b 0,28 9.0 9,0
Образцы диа- метром 6 мм, вы- резанные из сред- них и крупных отливок сложной конфигурации 3; К Закаленные и состаренные (Тб) Закаленные в воде и состарен- ные (Т61) - — 24 25 33 34 7 8 — - -
* Предел выносливости (о-,) определялся при знакопеременном изгибе вращающегося гладкого образца на
базе 2 • 10s циклов.
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейные высокопрочные сплавы
253
Механические свойства при температуре —-70°С
Вид полуфабриката Способ i » Состояние ЛИТЬЯ ! 30,2 j 610 ; &Н % \кгом!см? !
кгс)ммг
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 10 мм 3 Закаленные и состаренные (Тб) Закаленные в воде и состарен- ные (Т61) 26.0 1 33,0 26,0 j 35,0 ! 0,25 0,25
Пределы длительной прочности и ползучести
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние 1 Темпе- > ратура j а|° испыта- - НИЯ ! °C 1 аЮ0 j 30,2/10 кгс[ш& ’о,2,100
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 10 мм 3 Закаленные в воде и со- старенные (Т61) ! 150 ; - 200 ' 9 12 I - — 3,о 5
Чувствительность к надрезу *
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Характер нагружения Температура испытания °C
—70 20
Образцы, отдельно отлитые, диаметром 10 мм 3 Закаленные на воздухе или в воде и состарен- ные (Тб и Т61) При ста- тической нагрузке Зи / аг в . “в 1,08 1,12
Надрез при статической нагрузке га =0,1 .«л, угол 60“.
254
Глава 1. Магниевые сплавы
Физические свойства Плотность d~ 1930 кг/м®. Коэффициент термического линейного расширения
Температура [26—100 °C 1 20 -200 20—700 20 - 400 j 100-20о1 200-300j 300 - 400
a-10s Цград | 27,1 27,6 28,0 28,8 ’ 28,0 | 28,9 ' 31,3
Коэффицие нт теплопроводности
Температура 9С ! i 25 1 100 ' ! ’ 200 1 I 300
Л вт/м-град 167 146 ! 125 1 121
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 ! 200 j 300 i i i
с кдж/кг-град ! > I 1,09 1,17 • 1,23 i Коррозионная стойкость
Сплав обладает пониженной коррозионной стойкостью ’•ж»**:»»-.
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпера- турный интервал кристал- лизации Темпера- тура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (по ши- рине Герметичность кольца)
°C мм j
3; К; О 620—415 720-800 1,2-1,4 315 1 27,о—30 ; Повышенная по 1 сравнению со ! сплавом МЛ5
Примечание. Механические свойства отливок но всему сечению одно-
родные, близкие к свойствам отдельно отлитых образцов
Литейные высокопрочные сплавы.
255
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки материала Температура Г! нагрева, ’С | 1 Выдержка час Охлаждающая среда
Закаленный на возду- Закалка 430±5 8 Сжатый воздух
ке и состаренный (Тб) Старение; 130±5 48 Воздух
Закаленный в воде и Закалка: 430±5 8 Горячая водь
состаренный (Т61) (90 ± Ю°С1
Ударение. 130±;5 48 Воздух
i
Примечание, При скорости подъема температуры печи при нагреве под
закалку, превышающей 200°С в час, илн при загрузке деталей в нагоетую печь
рекомендуется применять двухступенчатый нагрев;
I ступень: нагрев до 400±5°С, выдержка 2 час;
II ступень: нагрев до 430±5°С, выдержка 8 час
Свариваемость
Метод
сварки
Темпе- Предел прочности при 20°С Коэффи- циент прочно- сти свар- ного со- единения \в св Характе- ристика сваривав мости
Присадочный материал ратура подогре- ва в печи °C ОСНОВ- НОГО мате- риала сварного соеди- нения
кгс/лл2
1
।
Аргоно-
дуговая
сварка
Прессован-
ная проволока'
из сплава ’
ВМЛб
0,90—0,95 Удовлетво -
рительная
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Сплав ВМЛ6 рекомендуется для изготовления высоконагружеиных литых
деталей летательных аппаратов, длительно работающих прн температурах до
150°С и кратковременно — до 200°С Сплав может применяться взамен поковок
и штамповок из алюминиевых сплавов, а также вместо отливок из высокопроч
ных алюминиевых сплавов.
256
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМ.Л6 при вы
соких температурах (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре. Отдельно отлитые в землю
образцы диаметром 12 мм.):
О — Тб; Х-Т61.
а — предел текучести; б — предел прочности.
Литейные высокопрочные сплавы
257
17 2603
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМЛ6 при вы-
соких температурах (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре. Отдельно отлитые в землю
образцы диаметром 12 лои):
о — Тб; х — Т61.
s — модуль упругости при растяжении; г —изменение абсолют-
ных значений удлинения в зависимости от температуры.
258
Глава I. Магниевые сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ КОРРОЗИОННОСТОЙКИЙ СПЛАВ ВМЛ9
Механические свойства и коррозионная стойкость
(Паспортные данные)
Вил полу- Способ Состояние °0,2 Св 65 К. С?
фабриката ПИТЬЯ кгс!ммг % СМ3]СМг
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 12 мм 3 Литые Закаленные (Т4) Закаленные и соста- ренные (Тб) 9 12 21 21 5 1 2,0 2,5 3,0
* К. С. — коррозионная стойкость, определенная по объему водорода, вы-
деленного при погружении образца в 3%-ный раствор NaCl за 48 час.
Механические свойства при комнатной температуре
Вид О Состояние £ °1Ы 30,2 Пв 65 3ЛЦ сж 30.2 сж то,з Тв ТСр
полуфабриката Е U кгс/мм2 % кгс/мм2 кгс-м/см2
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Закаленные (Т4) 4200 3,0 9 23 8 2,0 8 6 16 и 0,8
Закаленные и состаренные (Тб) 4200 4,0 12 23 2 4,0 12 9 16 15 0,3
Литейный высокопрочный коррозионностойкий сплав 259
260
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких температурах
Вид полу- Темпера- тура °0,2 Ов б5
фабриката о £ испытания % кгс-м!смг
Е ~ °C кгс/мм2
Отдельно отлитые об- 3 Закаленные (Т4) —70 13 25 5,5 0,60
разцы диа- метром —196 16,5 20 3,0 0,45
12 мм Закаленные —70 14,5 25 2,5 0,20
и состаренные (Тб) —196 16,0 18,5 1,5 0,15
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Способ Состояние Темпера- тура °юо 30,2/100 Я °-! gH« Сопротивление повторным статическим нагрузкам ***
фабриката ЛИТЬЯ испытания °C кгс)мм2 0 «в О кгс[мм? N циклы
Образцы, от- дельно отли- тые 3 Закаленные (Т4) 20 — 9 — 0,7 0,5 18,2 13 1200—1600 4500—6100
150 ю 3 4 - — —
200 5 2 — — — — —
Закаленные и состаренные (Тб) 20 — — 9 6 0,7 0,5 18,2 13 970—1200 6800—11500
150 8,5 3 3 — — —
200 4,5 2,5 — — —
вращающегося образца на базе 2-10’ цик-
* Предел выносливости (a~t) определялся при консольном изгибе
лов.
* * г „=0,75 мм; ак =2,2.
* ** Образцы с надрезом ак =2,2; «0,1.
®tnas
Литейный высокопрочный коррозионностойкий сплав
262
Глава I. Магниевые сплавы
Чувствительность к надрезу *
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Характер нагружения Температура испытания, °C
— 196 —70 20
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Закаленные (Т4) При статичес- кой нагрузке 0,97 1 1
При повторной нагрузке — 1,3
Закаленные и состаренные (Тб) При статичес- кой нагрузке °в / °в 1 0,96 0,96
— При повторной нагрузке *— 1,5
* Надрез при статической нагрузке г я =0,1 мм, ак=4.0.
Надрез при повторных нагрузках г и =0,75 мм., ак=2,2.
Физические свойства
Плотность d=1850 кг[м£.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20- 100 20— 200 20- 300 20— 460 100- 2С0 200- 300 зоо— 400
а-10® 1/град Закаленное состояние (Т4) 27,6 28,5 29,4 30,2 29,4 31,1 32,8
Закаленное и состаренное состояние (Тб) 26,7 27,6 28,2 29,! 28,5 29,5 31,7
Литейный высокопрочный коррозионностойкий сплав
263
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 300 400
X вт1м-град
Закаленное состояние (Т4) 62,8 67,0 75,4 81,6 83,7
Закаленнее и состаренное состояние (Тб) 71,2 75,4 79,5 83,7 79,5
Удельнан теплоемкость
Температура °C 100 200 300 400
с кдж/кг-град Закаленное состояние (Т4) 1,1 1,12 1,20 1,26
Закаленное и состаренное 1,14 1,18 1,24 1,30
состояние (Тб)
Удельное электросопротивление
Температура °C 20
р-106 ом • см
Закаленное состояние (Т4) 15,5
Закаленное и состаренное состояние (Тб) 12,9
Коррозионная стойкость
Сплав обладает повышенной коррозионной стойкостью. Коррозионная стой-
кость выше, чем у сплава МЛ5п. ч.
261
Глава 1. Магниевые сплавы
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпера- турный ин- тервал кри- сталлизации Температура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по длине прутка) Горяче- ломкость (по ширине кольца)
°C ММ
Литье в песча- ные формы 59О—ЗЭ4 780—800 1,1™ 1,3 290 27,5-30
Примечание. Приготовление сплава производится по специальной тех-
нологии.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева I °с ; Выдержка час Охлаждающая среда
Закалка (Т4) 400±5 (закалка) j 24 Воздух или обдув сжатым
Закалка и старение (Тб) 400±5 (закалка) j 24 воздухом
200±5 (старение) j Свариваемость 8 Воздух
Метод сварки 1 1 Приса доч- ! ный мате- риал Темпера- тура подо- грева °C Состояние материала Предел поочности при 20°С 1 Коэффициент | прочности свар- ного соединения Хаоакте- ристика свари- ваемости
1 сварно- I го соеди- j й нения i основ- 1 ; НОГО j i мате- риала 1
с;мм2
Аргоно- I । Прессо- 300-350 Закален- 18,5 22 0,85 Удовле-
дуговая J ванная про- >, волока нз ! сплава £ ВМЛ9 ! i ный (Т4) Закален- ный и со- старенный (Тб) 19,5 22,5 0,85 твори- тельная
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Нагруженные детали, работающие длительно при температурах до 150°С,
кратковременно — до 200°С.
Литейный высокопрочный коррозионностойкий сплав
265
20 50 ШО 150 200 250 °C
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМЛ9 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
й — модуль упругости; б — предел текучести; 0 — предел
прочности»
266
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМЛ9 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре):
£— удлинение в закаленном (Т4) и закаленном и соста-
ренном (Гб) состояниях.
Литейные сплавы средней прочности
267
СПЛАВЫ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
К этой группе относится сплав МЛ7-1 системы Mg—-Al—Zn с
минимальным пределом прочности при комнатной температуре
16 кгс/мм"-. Термической обработкой он не упрочняется.
Сплав МЛ7-1 отличается повышенным сопротивлением ползу-
чести при 150—200°С по сравнению со сплавом МЛ5 (в 2—2,5 ра-
за). Он обладает удовлетворительными литейными свойствами;
плотность и герметичность отливок из этого сплава несколько
выше плотности и герметичности отливок из сплава МЛ5.
Сплав МЛ7-1 имеет удовлетворительную коррозионную стой-
кость, сваривается аргоно-дуговой и кпслородпо-ацетиленовой
сваркой.
Применяется для деталей корпуса, нагревающихся во время
эксплуатации до 150—200°С.
268
Глава 1. Магниевые сплавы
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ МЛ7-1
Химический состаз в %
А1 Са Мп Zn Mg Fe Si Си Сумма примесей
не более
5,0-6,5 0,2—0,5 0,3—0,6 0,3—0,7 Основа 0,1 0,25 0.1 0,45
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полуфабриката ТУ Способ литья Состояние <тв кгс/мм2 б5 %
Образны, от- АМТУ 3 Без термической 16,0 4,0
дельно отлитые, диаметром 12 мм 554-69 обработки
Отожженные (Т2) * 16,0 4,0
* Отжиг применяется для снятия
ной конфигурации.
внутренних напряжений в деталях слож-
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние Е G р, ®0.2 а» 610 ф
кгс/мм2 кгс/мм2 %
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 12 мм 3 Без терми- ческой обра- ботки и после термической обработки ио режиму Т2 4200 1550 0,33 7,0 18,0 6.0 7,0
Литейный сплав средней прочности
269
Механические свойства при низких температурах
Вид полуфабриката Способ Состояние Темпера- тура ис- пытания (Г® б 10
ЛИТЬЯ °C кгс/ммг %
Образцы, от- 3 Без терми- -70 19,5 5,0 5,5
дельно отлитые, ческой обра-
диаметром 12 мм ботки и после термической -40 19,5 6,5 7,5
обработки по режиму Т2 20 19,0 8,0 9,0
у
Пределы ползучести, длительной прочности и выносливости
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Темпера» тупа ис- пытания °C ®0,2,-1 Ю о-_г
по остаточ- ной дефор- мации по общей деформации образцы
гладкий с надре- зом
кгс/мм2
Образцы, от- 3 Без термичес-
дельно отлитые, кой обработки 20 — — 5,5 5
диаметром 12 мм или после терми- ческой обработки по режиму Т2 150 9,0 5,5 3,5 —
200 5,5 2,5 2,0 3,5 —
* Предел выносливости при 20°С определяется при консольном изгибе вращающегося образца на базе
2-Ю7 циклов, радиус надреза 0,75 мм, ак='2,2; при 20°С — при знакопеременном изгибе вращающегося образца на
базе 2-Ю7 циклов.
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейный сплав средней прочности
271
Физические свойства
Плотность d=1760 кг/я3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 2'0—100 20—200 20—300 100-200 200—300
а- 10е Ijepad 27,4 27,7 27,8 28,1 28,1
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 100 200 300
л вт)м-град 79,7 83,8 88,0 92,1
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкость».
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпера- турный интервал кристал- лизации Темпе- ратура литья Линей- ная усадка % Жидко- текучесть (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (по ши- рине кольца) Герметичность
°C ММ
Литье в песчаные формы 640—505 720—800 1,2—1,5 250 32,5—373 Выше, чем у сплава МЛ5
Примечание. Сплав обладает удовлетворительными литейными свойст-
вами.
272
Глава 1. Магниевые сплавы
Рекомендуемая термическая обработка
Сплав термической обработкой не упрочняется. Для снятия литейных на-
пряжений детали сложной конфигурации подвергают отжигу при 325°С в тече-
ние 5 час (Т2). Охлаждающая среда — воздух.
Свариваемость
Метод сварки Присадочный материал Температура подогрева в печи °C Коэффициент прочности сварного соединения Характеристика свариваемости
Аргоно-луго- вая и газовая Проволока из основного материала или из сплава МЛ5 350—380 0,75 Удовлетво- рительная
Применение
Детали двигателя, нагревающиеся в процессе эксплуатации до температу-
ры 200°С.
Литейный сплав средней прочности
273
Рис. 1. Механические свойства сплава МЛ7-1 при вы-
соких температурах (в % от соответствующих свойств при
хомнатиой температуре; образцы, отдельно отлитые в землю,
диаметром 12 мм):
а предел текучести; б— предел прочности; в— изменение абсолют-
ных з н ачений удлинения в зависимости от температуры.
18 2брб
274
Глава 1. Магниевые сплавы
б&нгс/ммг
Рис. 2. Кривые нормального распределения механических свойств
отдельно отлитых образцов из сплава МЛ7-1 при температуре 170°С.
Испытано 2005 образцов. (Данные заводов):
а — предел прочности; б— удлинение.
I
Литейные жаропрочные сплавы
275
ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ
Сплавы МЛ9, МЛ 10, МЛН и ВМЛ7 предназначаются для дли-
тельной эксплуатации при температурах до 250—300°С и кратко-
временной— при температурах 350—400°С.
При комнатной температуре жаропрочные сплавы обладают
относительно высокими механическими свойствами, за исключени-
ем сплава МЛН, заметно уступающего остальным по прочности
(рис. 1 и 2).
Сплавы МЛ9, МЛ 10 и ВМЛ7 по характеристикам прочности
при комнатной температуре находятся на уровне высокопрочных
магниевых сплавов МЛ12-Т1 и МЛ15-Т1, а при высоких темпера-
турах значительно их превосходят как при кратковременных, так
и при длительных испытаниях.
Сравнительные данные по свойствам жаропрочных магниевых
сплавов приведены на рис. 1—6.
Литейные жаропрочные магниевые сплавы, как и все сплавы на
основе системы Mg—Zr, отличаются от сплава МЛ5 повышенной
коррозионной стойкостью (особенно сплав МЛ9). Хорошие литей-
ные свойства дают возможность получать из них сложные крупно-
габаритные отливки.
Благодаря присутствию циркония, эффективно измельчающему
зерно, отливки обладают однородными механическими свойствами,
близкими к свойствам отдельно отлитых образцов. Жаропрочные
сплавы мало склонны к образованию мпкрорыхлоты в отливках и
отличаются высокой герметичностью.
Литые детали из жаропрочных сплавов, особенно из сплава
МЛ 10, отличаются высокой стабильностью размеров.
Температура заливки деталей из этих сплавов находится в пре-
делах 720—800°С (на 10—20°С выше температуры заливки сплава
МЛ5).
Все жаропрочные сплавы хорошо свариваются аргоно-дуговой
сваркой. В качестве присадочного материала используют прово-
локу из основного сплава. Механические свойства образцов, выре-
занных поперек сварного шва, как правило, составляют 80—85%
от свойств основного материала.
Отливки из сплавов МЛ9, МЛ 10 и ВМЛ7 поставляются в тер-
мически обработанном состоянии по режиму Тб (закалка + старе-
ние). Отливки из сплава МЛ1! поставляются в термически обра-
ботанном состоянии по режимам Т2 (отжиг после литья), Т4 (за-
калка), Тб (закалка-Устарение). Жаропрочные магниевые сплавы
не содержат в своем составе радиоактивных и токсичных добавок.
Жаропрочные сплавы применяются для отливки деталей са-
молетов, двигателей, приборов и других конструкций.
18*
276
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 1. Удельная прочность магниевых литейных жаре прочных
сплавов МЛ9, МЛ 10, ВМЛ7 в сравнении с удельной прсчностью
алюминиевого сплава АЛ!9:
а — удельная прочность при различных температурах; б — удельный пре
дел текучести при различных температурах»
Литейные жаропрочные сплавы
277
Рис, 2. Предел прочности магниевых жаропрочных
сплавов МЛ9, МЛ10, МЛ 11, ВМЛ7 при различных тем-
тературах (минимальные значения).
278
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 3. Предел текучести магниевых литейных жаропрочных
сплавов МЛ9, МЛ 10, МЛН, ВМЛ7 в сравнении с пределом
текучести жаропрочного алюминиевого сплава АЛЮ при раз-
личных температурах (.минимальные значения).
Литейные жаропрочные сплавы
279
Рис. 4. Относительное удлинение магниевых литейных
жаропрочных сплавов МЛЭ, МЛ 10, МЛ И, ВМЛ7 при
различных температурах.
Глава /. Магниевые сплавы
Рис. 5. Длительная прочность магниевых литейных
жаропрочных сплавов за 100 час.
Литейные жаропрочные сплавы
281
Рис. 6. Предел ползучести
ропрочных сплавов (по
0,2%) за
магниевых литейных жа-
остаточной деформации
100 час.
282
Глава 1. Магниевые сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
МЛ9
Химический состав в %
Nd
!
In Zr
Mg
Си Ni Al Zn
Be
Сумма
примесей
1,9—2,6 0,2—0,8
Ос-
нова
0,01 0,03 0,03 0,005 0,02'0,15 0.C01
’ !
0,35
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид полуфабриката ГОСТ Способ литья Состояние ®0,2 °’’ бЕ %
кгс!ммг
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм гост 2856—68 3 Закаленные н состаренные (Тб) 1. 23 4
Механические свойства при комнатной температуре
кгс/мм2
* Предел выносливости (o-i) определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-Ю7 цик-
лов.
« 8s
284
Глава I. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких температурах *
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние Темпера- тура ис- пытания °C 1 . ! кгс/мм2 I 65 % «Н кгс-MjCM2
Образны, от- дельно отли- тые, диамет- ром 10 мм 3 Закаленные и состаренные (Тб) —196 —183 1 ! 32 i 32 4,5 4,5 0,7 0,7
20 25 i 7,0 0,7
Образцы, вы- резанные из деталей, диа- метром 6 мм —196 20 j 32 । 24,5 4,5 6,0 0,65 0,7
* По данным завода.
Прочность
после длительных нагревов
при температурах испытания
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние Темпе- ратура нагрева и испы- тания °C Выдержка 30 мин Выдержка 1000 час
CJ в кгс/мм? % Ов кгс/мм2 s6 %
Образцы, от- 3 Закаленные 200 19,5 15,0 16,5 15,0
дельно отли- и состаренные
тые, диамет- ром 10 мм (Т6) 250 19,0 17,0 11,5 20,0
“1
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката 5 Темпе- <?10 <7100 <71000 30,5;1 °0,5/5 3 0,2/20 а0.2/100 30.2/1000
'о Состояние ратура испыта- ния по общей деформации по остаточной деформации & о
о °C
1—5 О кгс)мм?
Образцы, от- 3 Закален- 20 - —- ___ 6
дельно отли- иые и со-
тыс, диамет- ром 12 мм старенные (Тб) 200 — — 13,5 11,5 —• 9,5 7,5 —
250 1G 14 13 8 5,0 4,5 — 5
300 8,5 7,5 — 3,5 — 7,3 6,3 4,0 1,8 — 5
350 5,0 3,0 — — 3,8 2,1 - —
изгибе вращающегося образца на базе 2-Ю7 цик-
определялся при консольном
* Предел выносливости (er—i)
лов.
Литейные жаропрочные сплавы
ьэ
I оа
286
Глава 1. Магниевые сплавы
Чувствительность к надрезу при статическом нагружении (ак —4,0)
Характер нагружения Температура испытания °C
20 300
1,0 1,0
Физические свойства
Плотность d=1760 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20— 100 20- 2С0 20 - 300 20—400 100-200 200 -300 300-400
а-10е 1/град 27,7 28,0 28,3 28,9 28,3 29,0 29,4
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 300 400
А вт/м-град 117 117 117 122 122
Удельное электросопротивление при 20°С
р-10s=7,26 ом - см.
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.
Литейные жаропрочные сплавы
287
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Темпе- ратурный интервал кристал- лизации Темпе- ратура литья Линей- ная усадка % Жидко- теку- честь (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкост ь (по ши- рине кольца) Герметичность
°C мм
Литье в песчаные формы Литье в кокиль 650-558 720—800 880—780 1,2—1,4 1,2—1,4 250 25 Повышенная: крупногабарит- ные детали с тол- щиной стенки 6 мм выдержива- ют пневмодавле- нне >150 ат
Примечание. Сплав обладает хорошими литейными свойствами. Отлив-
ки имеют высокие и однородные по сечению механические свойства.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки (Тб) 1 Температура нагрева °C Выдержка час Охлаждающая среда
. । Закалка ; ! 540 ±5 1 8.—12 1 Обдувка сжатым воз- духом
Старение 200 ±5 6—12 Воздух
Свариваемость
Метод сварки Присадочный материал Температура подогрева в печи 9С Коэффициент прочности сварного соединения 2J’ I 20э ав св / Зв Характеристика свариваемости
Аргоно- дуговая Обрабатг Прессован- ная проволо- ка из сплава МЛ9 дваемость резан* 400—440 ем отличная. 0,85 Удовлетвори- тельная при арго- но-дуговой свар- ке, аналогична сплаву МЛ5
Применение
Детали, работающие длительно при температурах до 250—ЗО0°С и кратко-
временно до 350—400°С,
288
Глава 1. Магниевые сплавы
20е 20
100
Рис 1. Механические свойства сплава МЛ9-Т6 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре). Образцы, отдель-
но отлитые в землю, диаметром 1'2 .ч.ч:
fl— модуль упругости: о — предел пропорциональности; й —
предел текучести.
Литейные жаропрочные сплавы
289
Рис. 1. Механические свойства сплава МЛ9-Т6 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре). Образцы, отдель-
но отлитые в землю, диаметром 12 мм:
5 — предел прочности: d •—удлинение в зависимости от темпе*
ратуры испытания (абсолютные значения),
19 2о0о
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2. Механические свойства сплава МЛ9-Т6 при ком-
натной температуре после длительных нагревов при
200—300°С и выдержки при этих температурах в тече-
ние 1000 час *. Образцы, отлитые в землю, диаметром
12 мм-.
а — предел текучести; б — предел прочности.
* Пластичность сплава при 20°С после длительных
нагревов не изменяется.
Литейные жаропрочные сплавы
29!
игс/м№
j
19*
292
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 5. Малопикловая усталость сплава МЛ9-Т6 при
20°С ва образцах с надрезом «к =2.2 (образцы диамет-
ром 10 мм, отлитые в землю):
о—о состояние Тб; X-----X состояние Т6 + 200°С—200 час
Рис. 6. Кривые выносливости сплава М.Л9-Т6 при 20 и 300°С
(гладкие образцы).
"lacmama
Рис. 7. Кривые нормального распределения механических свойств сплава МЛ9-Т6 при 20°С:
«“Образцы, отдельно отлитые в землю. Испытано 285 образцов.
Литейные жаропрочные спАады
Рис. 7 Кривые нормального распределения механических свойств сплава МЛ9-Т6 при 20°С:
б — образцы, вырезанные из отливок (литье в землюК Испытано 220 образцов.
Литейные жаропрочные сплавы
295
Рис. 8. Влияние длительных нагревов (1000 час) па
коррозионную стойкость сплава МЛ9-Т6 в 3%-ном рас-
творе NaCl за 96 час.
.296
Глава /. Магниевые сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
МЛ 10
Химический состав в %
Nd Zn Zr Mg Fe Si | Си Ni Al Be Прочие ”p"“” Сумма примесей
не более
2.2- 2,8 0.1 0,7 0,4- 1,0 Ос- нова 0,01 0,03 0,03 0,005^0,02 0,001 0,12 0,2
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид полуфабриката ГОСТ Способ литья Состояние а0,2 кгс ов а» %
/мм2
Образцы, отдельно отлитые, диаметром 12 мм гост 2856-68 3 Закален- ные и со- старенные (Тб) l-t 23 3
J
Механические свойства при комнатной температуре
Внд полуфабриката о Е к Е -Ь'д с м 311Ц °0.2 ’в бю 1 ф 1 £"сж °пц сж °0,2 сж хср а» кгс-м/смг
О £ £
5”? о О кгс/мм2 кгс/мм2 кгс/ммг _
Образцы, отдельно от- 3 Тб 42(0 4500 1650 1.33 10 15 25 5 7 4200 10 14 18 0,5
литые, диаметром 12 мм Тб! 4200 4500 1650 0.33 10 J7 27 5 7 4200 10 16 18 0,5
Образцы, диаметром 3, о Тб — — —_ — 14 23 5* 7 — ... . 13 *—
6 мм. вырезанные из средних и крупных де- тален сложной конфигу- рации Т61 — — 15.5 21 4* - 15 —
к Тб — — — 15 25 8* — — —
TG1 — — — 16 26 6* — — .... —
Литейные жаропрочные сплавы
б,.
298
Глава /. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких температурах
Вид полу- ю о гг Темпера- тура °0.2 Од ф «в
фабриката О В с ~ и испытания °C кгс/мм2 % кгс^м/см2
Образцы, от- дельно отли- тые, диамет- ром 10 мм 3 Закален- ные и со- старенные (Тб, Т61) 20 -70 —183 15 16 20 25 28 30 5 4,5 4 7,0 6,5 6,5 0,5 0,4 0,4
— 196 20 30 4 6.5 0,4
—253 20 29 4 — 0,2
Механические свойства сплава после длительных нагревов
при температурах испытания
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние Темпе- ратура пагрена и пены га- ния °C Выдерж- ка час а0,2 ов S %
кгс/мм2
Образцы, от- делыю отли- тые. диамет- ром 12 мм 3 Закален- ные и со- старенные (Тб) 100 0,5 1000 2500 14.5 14.5 14,5 22 22 22 5.5 8.0 8,0
0,5 13.5 21 8,0
125 2500 13.5 21 8.0
10000 13.5 21 8.0
20000 13.5 21 8.0
30000 13,5 21 8,0
0,5 13.0 20 9
1000 13 0 19 9
150 2500 13,0 18 9
10000 12.5 1.8 9
20000 12.5 18 9
30000 12,5 18 9
0,5 13.5 18.5 15
200 2500 10,5 15 16
10000 10,5 15 19
Литейные жаропрочные сплавы
299
Секундная прочность при высоких температурах
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние Темпе- ратура йены га- ния °C °10" ®100" ®300"
кгс/ммг
Образцы, от- 3 Закаленные 200 19 19 19
дельно отли- тые, диамет- ром 10 мм и состаренные (Тб) 250 18,5 18,5 18,5
300 18 17 15
400 9,5 6 4,5
450 6 3,5 2,5
Чувствительность к надрезу при статическом нагружении (ск=4,0)
Характер Температура испытания °C
нагружения 396 -70 20 j 200 250
®нв / 0,89 0,96 1,0 ! 1,2 1 1,2
Образцы,
отдельно
отлитые,
диаметром
12 мм
3 Закален- 20 — — 8 6
ные п со-
старенные (Тб) 150 — 17,5 — — — — — 13,8 12,8 — 7 —
175 — — — — “““ — -- 12,5 11.5 (500 час) — —
200 18 17 13 10 9 21*** 16*^* 12*** — — 11 7,5 6,5 6 —
225 — — — —- — — — — 7 — — —
250 12 11 7 4 3,5 — — — — 7 3,8 1,5 — 5 —
300 7,5 6 2.5 — — — — 4,5 — —• — — — —
Закален- 250 — -— 7,5 — — — — — 4,5 _ 5
ные п со-
старенные (Т61)
Глава 1. Магниевые сплавы
* Предел выносливости (a-i) определялся при консольном изгибе вращающегося образца иа базе 2-107 цик-
лов.
* * гн =0,75 juju, ак=2,2.
* ** «К =3,8.
Литейные жаропрочные сплавы
301
Влияние продолжительности нагрева на предел ползучести
при высоких температурах
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Температура нагрева и испытания °C Выдержка перед испытанием Чис °!) 2 100 KiQMMs
Образны, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Закален- ные и со- старенные (Тб) 200 10 100 11,0 и.о 10,5
1000 10,0
3,8
230 10 100 3,8 3,5
1000 3,3
Предел выносливости сплава при 20 и 150°С после нагрева при 175°С
в течение 500 час
Вид полуфабриката Способ литья Состояние 0-1 * кгс/мм2
20° 150е
Образцы, отдельно от- литые, диаметром 12 мм 3 Закаленные н соста- ренные (Тб) Закаленные и соста- ренные (Тб) + нагрев при 175°С—500 час 8 8 7 7
’ Предел выносливости (<т-5) определялся при консольном изгибе вращаю-
щегося гладкого образца на базе 2-Ю7 циклов.
Чувствительность к трещине при ударном изгибе
Вид полуфабриката Способ литья Состояние
Образцы, отдельно от- литые 3 Закаленные и состаренные (Тб) 0,4
Закаленные и состаренные (Тб)-1-нагрев при 150°С — 10000 час 0,55
Закаленные и состаренные (Тб)-1-нагрев при 175°С — 500 час 0,5
302
Г лава 1. Магниевые сплавы
Физические свойства
Плотность d= 1780 кг/я3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 j i 20—200 20—300 20—400 20—500
а - 10е 1/град 27,7 i 28,0 28,3 28,6 29,1
Температура °C 20—100 100—200 200—300 j 300—400 400—500
а - 10е Цград 27,7 28,3 29,0 | 29,4 31,1
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 25 100 200 j 300 400
X вт!м-град ИЗ 113 113 i 113 118
Удельная теплоемкость
Темне^тура 1 ж | 200 300 400
1 1 с кдж/кг-град | 0,963 1,05 Удельное э л е к т р о с о п р о 1 из и вленне 1,21
Температура, °C 20
р • 10е ом-см
8,44
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью Нагревы
длительностью до 30 000 час при температурах 125—150сС и до 1033 час при
200—25О‘"С не изменяют коррозионной стойкости сплава.
Литейные жаропрочные сплавы
3)3
Технологические данные
Технология литья
Метпц ЛИТЬЯ Темпе- ратурный интервал кристал- лизации Темпе- ратура литья Линей- ная усадка % Жидко- теку- честь (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (ио ши- рине кольца) Герметичность
о с мм
Литье в песчаные формы Литье в кокиль 640—550 720—800 680—780 1,2—1,5 1,2—1,5 250 15-20 Повышенная. При толщине стенки >5 мм от- ливки выдержи- вают пневматиче- ское давление до 250 —300 аг
Примечание. Сплав обладает хорошими литейными свойствами.
Механические свойства отливок по всему сечению однородные, близкие к
свойствам отдельно отлитых образцов. Детали характеризуются высокой гер-
метичностью и высокой стабильностью размеров.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки (Тб) Температура нагрева °C Выдержка час Охлаждающая среда
Тб Закалка 540 ±5 8—12 Обдувка сжатым воЗ“ духом
Старение 205+5 12—18 Воздух
Т61 Закалка 545+5 4-8 Вода >80°С
Старение 205 +5 8—12 Воздух
30»
Г лава I. Магниевые сплавы
Свариваемость
Темпе- ратура подо- грева в печи ЭС Предел прочно- сти при 20°С Коэффи- циент прочно- сти свар- ного со- единения „20° / 2' % св/% Характери- стика сва- риваемости
Прпсадоч- основ- ного мате- риала свар- ного соеди- нения
3 s ный
сварки материал
кгс/мм2
Аргоно- дуговая Прессо- ванная про- волока из сплава МЛ 10 400—440 23-25 20,0—24,0 0,85 Хорошая при аргоно- дуговой снар- ке с присад- кой основного материала
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Нагруженные детали, работающие длительно при температурах до 250°С,
кратковременно до 350°С; детали высокой герметичности; детали с высокой ста-
бильностью размеров.
Литейные жаропрочные сплавы
305
б кгс[ммг
° 0,2 0,4 цб о?8 8%
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела текучести сплава
МЛ10-Т6 при комнатной н высоких температурах.
20 2о06
Глава 1. Магниевые сплавы.
Рис 2. Механические свойства сплава МЛ10-Т6 при
высоких температурах (в % от соответствую-
щих свойств при комнатной температуре; образны,
отдельно отлитые в землю, диаметром 12 мм);
а — модуль упругости (в — £д; ® — Е); б — предел пропор-
циональности; в — предел текучести при растяжении и
сжатии (О —«0,2: • —"0,2 сж) •
Литейные жаропрочные сплавы
307
Рис. 2. Механические свойства сплава МЛ10-Т6 при высоких
температурах (в % от соответствующих свойств при комнатной
температуре; образцы, отдельно отлитые в землю, диаметром
12 мм):
г — предел прочности; ^ — изменение абсолютных значений удлинения в
зависимости от температуры испытания.
Глава f. Магниевые сплавы
Рис. 3 *. Механические свойства при комнатной температуре сплава
Л1Л10-Т6 после длительных нагревов при 125—300°С (в % от соответ-
ствующих исходных свойств при комнатной температуре). Образцы
диаметром J2 мм, отлитые в землю.
Рис. 4. Предел ползучести сплавов МЛ5-Т4 и МЛ10-Т6 при 200°С.
* Пластичность сплава при 20°С после длительных нагревов не из-
меняется.
Литейные жаропрочные сплавы
Рис. 5. Предел ползучести сплава
МЛ10-Т5 при 250°С и сплава МЛ5-Т4
при 150°С.
Рис. 6. Изменение пределов ползучести и выносливости
сплава МЛ10-Т6 в зависимости от температуры испы-
тания.
310
Глава /. Магниевые сплавы
Рис. 7. Предел длительной прочности сплавов МЛ5-Т4 и
МЛЮ-Т6 при 200°С.
Рис. 8. Длительная прочность сплава МЛ10-Т6
при 200°С на образцах гладких (7) и с над-
резом (2):
/ — образцы гладкие; 2 —образцы с цадрезо^,
Литейные жаропрочные сплавы
311
Рис. 10. Малоцикловая усталость сплава МЛ10-Т6 при 20, 150 и
200°С на образцах с круговым надрезом, «к = 2,2. Образцы, диа-
метром 10 -ил, отлитые в землю.
312
Глава I. Магниевые сплавы
Рис, II. Кривые выносливости при консольном
изгибе сплава МЛ10-Т6 при 20 и 25Э°С (образцы.
отлитые в землю, диаметром 1(1 л.ч)-.
° — гладкиП образец яри 20 С; • — образец с н-’Дрезом при
20°С; =U,75 мм, »к А — гладкий образец при 250 С-
Рис. 12. Кривые нормального распределения механических свойств
сплава МЛ10-Т6 при 20°С:
а— отдельно отлитые образцы в землю. Испытано 800 образцов диаметром
12 мм;
Литейные жаропрочные сплавы 313
СлЗ
&
Рис. 12. Кривые нормального распределения механических свойств сплава МЛ10-Т6 при 20"С.
По данным завода:
Глава 1. Магниевые сплавы
S — образцы, вырезанные нз отливок (литье в землю). Испытано 400 образцов.
'ladmoma
Литейные жаропрочные сплавы
316
Глава I. Магниевые сплавы
6кгс/мм2
8«а. W?5
О 200 ЧОО 600 800 1000 1200
1 час
Рис. 13. Релаксационная стойкость сплавов МЛ5-Т4 и
МЛ10-Т6 при 100°С.
Литейные жаропрочные сплавы
317
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ МЛН
Химический состав в %
* Цериевый мишметалл с содержанием не менее 45% Се.
Механические свойства по ГОСТ (не менее)
Вид ГОСТ Способ Состояние °0,2 Св 65
полуфабриката литья кгс/мм2 %
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм гост 2856—68 3 Без термиче- ской обработки Отожженные (Т2) Закаленные (Т4) Закаленные п состаренные (Тб) 8,5 10,0 12 12,0 14 14 1,5 1,5 3,0 2,0
ы
00
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полуфабриката Способ литья Состояние Е G И ~пи а0.2 ов 610 ф а0,2 сж т0.3 Тв (Г-, кгс/мм2
кгс/ммг кгс/мм2 % кгс/мм2 образцы
глад- кий с над- резом
Образцы, от-
дельно отлитые,
диаметром 12 мм
Образцы, диа-
метром 6 мм, вы-
резанные из сред-
них II крупных
деталей сложной
конфигурации
Без термической
обработки и отож-
женные (Т2)
Закаленные (Т4)
Закаленные п
состаренные (Тб)
Без термической
обработки и отож-
женные (Т2)
Закаленные (Т4)
4200
4200
4200
1600
1600
1600
4 10 13 3 3,5 —
4 9 15 5 7 9
4,5 10,5 16 3 5 10,5
— 10 12 2,5**** 3,0 —
9 13,5 3,5**** 4,5
-“° — 7*
5,5 13,5 12 7**
6.5 14,0 12 — —
— — —
* Предел выносливости (<j-() определяется при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-Ю7 цик-
лов.
* * Предел выносливости (а-i) определялся при чистом изгибе на базе 2-Ю7 циклов.
* ** Радиус надреза 0,75 мм; ик=2,2.
* *** бз.
Глава I. Магниевые сплавы
Литейные жаропрочные сплавы
319
Прочность после длительных выдержек при температурах испытания
Темпера-
Способ Состоя- тура Выдерж- °0,2 <7®
Вид полуфабриката ЛИТЬЯ нпе нагрева и ка
испытания час
°C кгс/мм2
Образцы, отдельно от- 3 Тб 20 10.0 15,0
литые, диаметром 12 мм 200 10 мин 8,0 14,5
1 8,0 14,5
100 8,0 14,0
500 8,0 13,0
1000 8,0 13,0
250 10 мин 7,0 12.5
1 7,0 12,5
100 5,5 10,0
500 5,0 9,5
1000 5,0 9,5
Пределы ползучести, длительной прочности и выносливости
Вид полуфабриката !1ТЬЯ j Темпе- О|00 °0.5 1 °О.5/5 °0,2/100 °О,2,'11Ю0 0-1 *
ю о Состояние ратура испыта- ния по обшей деформ ашш по остаточной j деформации к.гс/мм2
о с о °C кгс/мм2
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Без термической обработки и отож- женные (Т2) 200 250 10 9 5 1 1 1 5 2,5 5
300 6 2,5 —• — —* —
Закаленные (Т4) 200 — И,5 — — 5,5 — —
250 10 5,5 6,5 6,2 3,0 5
300 6,5 2,5 4,7 3,5 ="*
Закаленные п состаренные (Тб) 200 250 10 11,5 5.5 6,5 6,2 6,5 3,0 5,2 1,8 6,5 5,0
300 6,5 2,5 4,7 3,5 0,75 —
Предел выносливости (a~s) определялся при чистом изгибе на базе 2-Ю7 циклов.
Глава 1. Магниевые сплавы
Литейные жаропрочные сплавы
32)
Чувствительность к надрезу при статическом растяжении (ак=3,8) при 20°С
Характер нагружения Состояние
литое и Т2 Т4
1,0 1,0
Физические свойства
Плотность d= 1800 кг!м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура ®С 20—100 20—200 20—300 100-200 200—300
а -106 Ijepad 21,9 К о э ф ф и 22,7 циент теп 24,8 л on ровод 23,5 Н О с т и 25,0
Температура °C 25 100 200 300
Л вт/м-град 105 109 113 117
Коррозионная стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью.
21 2606
322
Глава 1. Магниевые сплавы
Технологические данные
Технология литья сплава
Метод
литья
| Темпе-
ратурный
интервал
кристал-
лизации
Темпе-
ратура
литья
Линей-
ная
усадка
%
Жидко-
теку-
честь
(по дли-
не прут-
ка)
Горяче-
ломкость
(по ши-
I рине
кольца)
Герметичность
мм
Литье в
песчаные
формы
Литье в
кокиль
!
720-800
290 20
645—590
680—780 1,2—1,5
Повышенная по
сравнению со
сплавом МЛ5
1,2-1,5
Примечание. Сплав обладает удовлетворительными литейными свой-
ствами. Механические свойства отдельно отлитых образцов и образцов, выре-
занных из деталей, имеют близкие значения. Отливки имеют однородные меха-
нические свойства.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура нагрева ”С Выдержка час Охлаждающая среда
Отжиг (Т2) 325+6 3-5 Воздух
Закалка (Т4) 570+5 4-^6 Обдувка сжатым воз- духом
Старение * 200 +5 12—16 Воздух
Закалка+старение (режим Тб)
Литейные жаропрочные сплавы
323
Свариваемость*
Метод сварки Присадочный материал Темпе- ратура подо- грева в печи °C Предел прочности при 20°С Коэффи- циент прочно- сти свар- ного со- единения св/ав Характе- ристика сваривае- мости
основ- ного ма- териала сварного соеди- нения
Аргоно- дуговая Прессован- ная проволо- ка из сплава мли 400—440 14,5—16,0 12,0—15,0 0,8 Удовлетво- рительная
* Без термической обработки
Обрабатываемость резанием отличная.
Применение
Детали двигателя, нагревающиеся в процессе работы до 250—300°С, а так-
же детали, от которых требуется повышенная герметичность
21*
324
Глава I. Магниевые сплавы
20 200 150 300 °C
Рис. 1. Механические свойства сплава МЛ11
при высоких температурах (в % от со-
ответствующих свойств при комнатной
температуре); образцы, отдельно отлитые в
землю, диаметром 12 мм: состояние литое
и отожженное (Т2), закаленное (Т4), зака-
ленное и состаренное (Тб):
в —модуль упругости: б — предел текучести; е —
предел прочности.
Литейные жаропрочные сплавы
325
Рис. 1. Механические свойства плава МЛ 11 при вы-
соких температурах (в % от соответствующих свойств
при комнатной температуре); образцы, отдельно отли-
тые в землю, диаметром 12 мм; состояние литое и
отожженное (Т2), закаленное (Т4):
г — изменение абсолютных значений удлинения в зависимости
от температуры испытания.
о — состояние Т2; • — состояние Т4=
326
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 2 *. Механические свойства при комнатной тем-
пературе сплава МЛ 11-Тб после длительных нагре-
вов при температурах 200—300°С (образцы, отлитые
в землю, диаметром 12 мм).
О — 200°; • — 250°; X — 300°С.
* Пластичность сплава при 20°С после длитель
ных нагревов не изменяется.
Литейные жаропрочные сплавы
327
Рис. 3. Кривые длительной прочности спла-
вов МЛ5-Т4 и МЛН-Т2 при 200°С.
328
Глава 1. Магниевые сплавы
Рис. 4. Кривые выносливости при консольном изгибе образцов
сплава МЛ11-Т2 при 20°С. (Образцы, отлитые в землю, диамет-
ром 10 мм)-.
5 — гладкие образцы; •—образцы с надрезом; — 0,75 мм, ах=2,2.
Литейные жаропрочные сплавы
329
Рис. 5. Кривые выносливости при чистом изгибе гладких об-
разцов сплава МЛ11-Т2 при 200 и 250°С (образцы, отлитые в
землю, диаметром 10 мм):
х - 200=; Д - 250°С.
330
Глава !. Магниевые сплавы
Рис. 6. Кривые выносливости при чистом изгибе образцов
сплава МЛ11-Т4 при 250°С. (Образцы, отлитые в землю,
диаметром 10 мм):
Д гладкие образцы: А — образцы с надрезом, /°и®0,75 мм.
Литейные жаропрочные сплавы
П 1Z 13 14 15 16 бдкгс/м^! z 3 4 6 %
Рис. 7. Кривые нормального распределения механических свойств
отдельно отлитых образцов сплава МЛН при комнатной темпе-
ратуре. (По данным завода):
.' — предел прочности; б — удлинение.
332
Глава 1. Магниевые Сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВМЛ7 |
Механические свойства по СТУ (не менее)
Вид полуфабриката ТУ Способ литья Состояние °0,2 Ов «оа₽
кгс/мм2
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм ТУ-1-92- -20-73 3 Закаленные и состаренные (Тб) 12 22 3
Механические свойства при комнатной температуре
Вид полу- фабриката об литья Состояние Е G ц °пц ®0,2^ О’® б 10 5ПЦСЖ ®0,2сж т0,3 Тв тср 3 sF S4I S-
8 С о кгс[мм? кгс/мм? % кгс[ммг ан кгс 0-1 * кгс/м
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 12 мм 3 Закален- ные и со- старенные (Тб) 4200 1600 0,31 8 13 25 5 7 4200 5,5 11 8,5 20,5 16,5 0,5 7,0
Образцы, диа- метром 6 мм, вы- резанные из сред- них и крупных деталей сложной конфигурации 3 Закален- ные и со- старенные (Тб) — — — -= 12 23 5** 1 — — — —- — -=
Литейные жаропрочные сплавы
* Предел выносливости (tf-g) определялся при консольном изгибе вращающегося образца на базе 2-10-7 циклов.
** S5.
C.S
334
Глава 1. Магниевые сплавы
Механические свойства при низких температурах
Вид полу- Способ Состояние Темпера- тура ИС- ав б8 Ф
фабриката ЛИТЬЯ пытания °C кгс/мм2 %
Образцы, от- дельно отлитые, диаметром 10 мм 3 Закаленные и состарен- ные (Тб) -196 36 5,5 7,0
—70 32 7,0 8.5
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Способ литья Состояние | Температура испытания 3w ° 500 °0.2,100 ° 0,2/5 Ю О-1 *
по остаточ- ной дефор- мации кгс1мм2
Образны, от- дельно отли- тые, диаметром 12 мм 3 Тб 200 250 500 350 16.0 9,5 5,0 18 11,5 6,0 2,5-3,0 17 9 4,5 11,5 7,5 3.5 0.7 9,5 5.5 1,5 5,5 4,0
* Предел выносливости (о~,) определялся при консольном изгибе
вращающегося образца, N-2-1Q7 циклов,
* * гн =0,75 мм, як=2,2.
Чувствительность к надрезу при статическом нагружении (ок = 3,8)
Характер нагружения Температура °C
—196 —70 - 1 20
.н / «т ®в / °в 0,89 0,96 j 0,96
Литейные жаропрочные сплавы
335
Физические свойства
Плотность d=1790 кг]м\
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20—100 20—200 20—300 20—400
a - 10s Цград 26,9 27,7 28,6 29,6
Температура °C 20- -100 100—200 200—300 300—400
а- 10е IJepad К о э ф ф И j 26,9 д иент теп 28,6 л о п р о в о д 30,2 н о с т и 32,8
Температура °C 25 100 200 300 400 450
Л вт!м-град 83,7 У 87,9 дельна 92,1 | 96,3 я теплоемкост 100 ь 102
Температура °с I 100 200 300 400 450
с кдж/кг-град j Удельное 1,13 плектре 1Д7 ) с о п р о т 1,21 ивл еви 1,25 е при 20° 1,27 С
р-106=9,60 ом-см
Коррозиоввая стойкость
Сплав обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью. Длительный
нагрев при 300°С в течение 500 час не изменяет коррозионной стойкости сплава.
336
Глава 1. Магниевые сплавы
Технологические данные
Технология литья
Метод литья Тем пе- ратурный интервал кристал- лизации Темпе- ратура литья Линей- ная усадка % Жидко- теку- честь (по дли- не прут- ка) Горяче- ломкость (по ши- рине кольца) Герметичность
°C мм
Литье в песчаные формы Литье в кокиль 650-558 720—810 680—780 1,2—1,5 1,2-1,5 250 27,5 Повышенная
Примечание. Сплав имеет хорошие литейные свойства. Отливки облада-
ют высокими и однородными по сечению механическими свойствами.
Рекомендуемая терглическая обработка
Вид термической обработки Режим Тб
температура нагрева °C выдержка час охлаждающая среда
Закалка 535 ±5 4-8 Обдувка сжатым воз- духом
Старение 205 ±5 8—16 Воздух
Свариваемость
Метод сварки Присадоч- ный материал Темпе- ратура подо- грева в печи °C Предел прочно- сти при 20°С Коэффи- циент прочно- сти свар- ного со- единения Характеристика сваривае- мости
основ- ного ма- териала сварно- го сое- динения
кгс/мм2
Аргоно- дуговая сварка Обрабат i ! Прессо- [400—440 : 27,0 ванная про-: ] волока из] j сплава : ! ВМЛ7 , ' 1 1 ываемость резанием отличная. 23,5 0,85 Хорошая при аргоно-ду- говой сварке с присадкой основного ма- териала
Литейные жаропрочные сплавы
337
Применение
200 2S0 300 330 400 °C
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМЛ7-Т6 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре. Образцы, от-
дельно отлитые в землю, диаметром 12 мм):
« — модуль упругости; б — предел пропорциональности; в —
«редел текучести.
22 2606
338
Глава I. Магниевые сплавы
W 50 100 150 200 250 500 350 400°С
Рис. 1. Механические свойства сплава ВМЛ7-Т6 при
высоких температурах (в % от соответствующих
свойств при комнатной температуре. Образцы, отдель-
дельно отлитые в землю, диаметром 12 мм):
&— предел прочности; <? —удлинение в зависимости от тем-
пературы испытания (абсолютные аначенияЕ
Литейные жаропрочные сплавы
339
Рис. 2*. Прочность при комнатной температуре сплава
ВМЛ7-Т6 после длительных нагревов при 200—250°С„ Образцы
диаметром 12 мм.
Рис 3 Пределы длительной прочности сплава
ВМЛ7-Т6.
* Пластичность сплава при 20°С после длительных нагре-
вов не изменяется.
22*
310
Глава I. Магниевые сплавы
Рис. 4. Малоцпкловая усталость сплава ВМЛ7-Т6
при комнатной температуре на образцах с надрезом,
ак =2,2. Образцы диаметром 10 мм, отлитые в
землю.
DIUQU/Э G
Литейные жаропрочные сплавы
Рис 5 Кривые нормального распределения механических свойств сплава ВМЛ7-Т6 при комнатной
температуре. Образцы, вырезанные из отливок (литье в землю, испытано 340 образцов):
Глава II
ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ
Основные преимущества титановых сплавов — малая плот-
ность, высокие механические свойства в интервале температур от
криогенных (—250°С) до умеренно высоких (300—600"С) и от-
личная коррозионная стойкость в большинстве агрессивных сред.
Титановые сплавы в основном нехладноломки. Сплавы с a-струк-
турой (например, ВТ5-1 или титан ВТ1-00) при температуре
жидкого водорода имеют прочность вдвое большую, чем при
комнатной, удовлетворительную пластичность и могут превосхо-
дить коррознонностойкую сталь не только по удельной, но и по
абсолютной прочности. При комнатной и высоких температурах
титановые сплавы успешно конкурируют с легкими сплавами,
коррозионпостойкими и конструкционными сталями, превосходя
их либо по удельной прочности, либо по коррозионной и эрозион-
ной стойкости. Так, лопатки первых ступеней компрессоров реак-
тивных двигателей изготовляют из титановых сплавов, хотя невы-
сокая температура эксплуатации этих деталей создает выгодные
условия для применения более дешевых алюминиевых сплавов.
Листовые титановые сплавы находят все более широкое при-
менение как материал для обшивки и силового набора самолетов,
особенно сверхзвуковых. По подсчетам специалистов, замена алю-
миния в конструкции планера сверхзвукового пассажирского
лайнера титаном приведет к снижению веса примерно на 6 т,
увеличению вместимости на 40 пассажирских мест, а следова-
тельно, н к повышению технико-экономической эффективности
(на 23%).
Титановые сплавы выгодно использовать для изготовления
крупных штампованных деталей шасси и силовых узлов конст-
рукции крыла и фюзеляжа самолетов дозвуковых скоростей вза-
мен высокопрочной стали. Например, из титана выполнен один из
крупных узлов — опорная балка главного шасси пассажирского
лайнера Боинг 747 (вес балки 798 кг, длина 12 м и высота 0,9 л).
По прогнозам американских специалистов, в 1980 г. для из-
готовления планера дозвуковых самолетов будут использованы
алюминий (44%), титан (15%), армированные пластики (25%) и
Титановые сплавы,
343
прочие материалы (16%), Вероятно, предел эффективного при-
менения титана в планере дозвуковых самолетов с учетом возмож-
ности изготовления из этого металла крепежных деталей, авна-
колес, вспомогательного оборудования и бортовых агрегатов со-
ставит 15—20%.
В самолетах сверхзвуковых скоростей титан может быть ос-
новным конструкционным материалом (90% от веса планера).
В авиационном двигателестроеиип титановые сплавы уже в
конце 60-х годов использовались в качестве основного материала
для изготовления узла компрессора (диски, лопатки, промежуточ-
ные кольца и др.). Применение титановых сплавов взамен стали
позволило благодаря их более высокой удельной жаропрочности
снизить вес компрессора на 30—35%.
Недостатками титановых сплавов являются низкие антифрик-
ционные свойства и высокая химическая активность в некоторых
условиях (например, при высоких температурах и контакте с су-
хими галоидами). При трении титан и его сплавы склонны к
схватыванию и задиранию, что необходимо учитывать при изго-
товлении деталей, длительно работающих при больших удельных
давлениях. Для повышения износостойкости и уменьшения фрик-
ционной коррозии деталей из титановых сплавов, например, на кон-
тактных поверхностях замков лопаток, применяют гальванические
покрытия (медью, серебром, хромом п др.), смазки, содержащие
дисульфид молибдена, и покрытия твердыми веществами (карби-
дом вольфрама), наносимые плазменным пли детонационным ме-
тодом.
При определенных сочетаниях концентрации и давления кисло-
рода в реагенте, а также при наличии свежего излома возможно
возгорание титана. Кроме того, титановые сплавы склонны к кор-
розии под напряжением в некоторых средах, в частности в дымя-
щей азотной кислоте. Продукты коррозии в этом случае пиро-
форны и воспламеняются при ударе. Поэтому применение ти-
тановых сплавов для работы в контакте с подобными реагентами,
особенно при температурах и напряжениях, превышающих, допу-
стимые, не рекомендуется. В особых случаях возможно загорание
титана на воздухе, например, при соприкосновении концов тита-
новых лопаток с титановым корпусом компрессора.
Максимально допустимая рабочая температура зависит от со
става сплава и продолжительности работы (ресурса) изделия.
Жаропрочные титановые сплавы могут работать при температурах
до 500°С в течение 6 000 час, при 550°С — 3 000 час, а при 600°С —
не более 500 час. Эти ограничения определяются термической ста-
бильностью сплава (способностью сохранять удовлетворительную
пластичность после длительного воздействия рабочих температур)
и сопротивлением сплава диффузионному, или «проникающему».
344
Глава II. Титановые сплавы
окислению. Термическая стабильность сплава зависит от его хи-
мического состава. Чем меньше в сплаве нестабильных фаз (на-
пример, аг-фазы, возникающей при высоком содержании алюми-
ния), тем выше термическая стабильность.
Титан способен образовывать твердые растворы с кислородом,
что и определяет особый характер его окисления. При повышен-
ной температуре кислород медленно диффундирует в глубь титана,
образуя твердый хрупкий «альфироваипый» слой. При определен-
ной температуре и выдержке может произойти сквозное охрупчи-
вание детали, что особенно опасно для таких тонких и тяжело
нагруженных деталей, как лопатки высоких ступеней компрессора.
«Проникающее» окисление является основным препятствием, не
позволяющим повысить рабочую температуру титановых сплавов:
для его предотвращения необходимо применять защитные покры-
тия, например, получаемые алитированием.
Титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью
во всеклиматических условиях при температурах до 300 С. Воз-
можность применения этих сплавов и покрытий при более высоких
температурах в условиях отложения на поверхности деталей
галоидных солей в процессе эксплуатации, а также при контакте
с фторированными резинами необходимо согласовывать с ВИАМ
в каждом конкретном случае.
Титановые сплавы могут свариваться всеми видами сварки при
условии соблюдения надлежащих мер защиты*. Наиболее хоро-
шей свариваемостью обладают технический титан и сплавы с
a-структурой. Титановые сплавы удовлетворительно обрабатыва-
ются резанием **.
В настоящем справочнике титановые сплавы группируются по
способу изготовления, уровню прочности н целевому назначению.
Деформируемые сплавы
Сплавы повышенной пластичности (предел проч-
ности в отожженном состоянии не более 60 кге/мм'2) — технический
титан ВТ1-00, ВТ1-0, низколегированные сплавы ОТ4-0 п ОТ4-1,
применяемые в основном в виде листов, штамповка которых мо-
жет осуществляться в холодном состоянии.
Сплавы средней прочности (предел прочности в отож-
женном состоянии 60—100 кге/мм2)—а-сплавы ВТ5 и ВТ5-1,
псевдо-а-сплавы ОТ4, ВТ4, ВТ20 и а+р-сплавы ВТ6С, ВТ6 *** и
ВТ16. Сплавы этой группы обладают удовлетворительной техноло-
* Инструкция НИАТ № ПИ 126-67.
** ТР-180-69, НИАТ.
*** После упрочняющей термической обработки предел прочности выше
100 кге/мм2.
Титановые сплавы
345
гической пластичностью, но их листовая штамповка должна, как
правило, проводиться с подогревом.
Высокопрочные сплавы (предел прочности выше
100 кгс/мм2) — ВТ6, ВТ14, ВТ15, ВТ22 и опытный ВТ23. Для полу-
чения гарантированной прочности сплавы (за исключением ВТ22)
должны подвергаться упрочняющей термической обработке. Сплав
ВТ22, имеющий в отожженном состоянии гарантированный предел
прочности выше 110 кгс/мм2, не требует упрочняющей термической
обработки, что является большим технологическим преимущест-
вом.
Жаропрочные сплавы (предел прочности в отожженном
состоянии ~ 100 кгс/мм2, после ВТМО или упрочняющей термиче-
ской обработки — выше 120 кгс/мм2) —двухфазные сплавы ВТЗ-1 *,
ВТ8, ВТ9, ВТ25 (опытный), а-сплав ВТ 18 (опытный). Мало от-
личаясь от сплавов предыдущей группы по прочности при комнат-
ной температуре, сплавы этой группы имеют более высокую проч-
ность при 400—600°С. Применяются для изготовления штамповок.
Литейные сплавы
Большинство промышленных деформируемых титановых спла-
вов (системы Ti—Al) обладают удовлетворительными литейными
свойствами, поскольку имеют небольшой температурный интервал
кристаллизации. В настоящее время в качестве литейных приме-
няются а-сплав ВТ5Л, псевдо-а-сплавы ВТ20Л и ВТ21Л, двух-
фазные сплавы ВТЗ-1Л, ВТ6Л и ВТ9Л. Для фасонного литья
чаще всего используется сплав ВТ5Л (предел прочности выше
70 кгс/мм2). Сплав ВТ21Л, имеющий гарантированный предел
прочности 100 кгс/мм'2, из-за сравнительно невысоких литейных
свойств может применяться лишь для отливок простой конфигу-
рации. Остальные литейные сплавы имеют предел прочности от
85 до 95 кгс/мм2. Применение фасонного литья для изготовления
деталей сложной конфигурации способствует повышению коэффи-
циента использования металла и снижению трудоемкости. Однако
необходимо учитывать, что литейные титановые сплавы имеют пре-
дел выносливости** на 40—60% ниже, чем деформируемые, и
более низкую пластичность.
* В некоторых случаях может использоваться как высокопрочный.
** Для всех титановых сплавов предел выносливости гладких и надрезан-
ных (ак = 2,2) образцов определяли при знакопеременном изгибе
346
Глава II. Титановые сплавы
ДЕФОРМИРУЕМЫЕ СПЛАВЫ
ТЕХНИЧЕСКИЙ ТИТАН ВТ1-00
Химический состав в % по ОСТ] 90013—71
Ti С Fe Si Os N. н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 0,05 0,20 0,08 0,10 0,04 0,008 0,10
Примечания. 1. Допускается 40,30% А1 (кроме сварочной проволоки).
2. В сварочной проволоке допускается 0,003% Н2, 40,20% А1, 0,15% Fe.
< 0,12% О2. ‘
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- ТУ, Состоя- S4 Угол НВ
фабриката ост ние кон- трольных образцов 8 % изгиба град (^отп) ММ
ь и не менее
Лист толщиной (в мм): АМТУ 475-1-67 Отож- женные
ел со 1 1 О 00 4а- ОСТ1 90042—71 с после- дующей проглад- 30-45 30-45 25 30 — >140 140-80
2,0— 6,0 кой 30—45 25 — — >80 —
6,5—10,0 30-45 20 — >80 —
Плита толщи- ной 12—60 мм ОСТ1 J0024—71 Горя- чеката- 30-45 14 30* —
ные
Лента толщи- ной (в мм): ОСТ1 90027—71 Отож- женные По Эрик- сену
0,10—0,25 — — — — — >4.5
0,30—0,50 30-45 45 — — — —
0,55—1,50 30-45 35 —‘ — — -—
Технический титан
347
Продолжение
Вид полу- ТУ, Состоя- s5 €4 S- Угол НВ
фабриката ост нне кон- трольных образцов а- 3. % «и । кгс*л изгиба град (^отп) ММ
to и не менее
Пруток ката- ный диаметром 10—60 мм АМТУ 451-67 Отож- женные 30—45 25 55 12 4,9- 5,5
Пруток ката- ный крупногаба- ритный диаметром (в мм): ТУ1-92- -6-72 То же
65—100** 30—45 25 55 12 -* 4.9- 5,5
101—150*** 27-45 21 36 6 — 4,9- 5,5
Пруток кованый диаметром илн со стороной квадрата (в мм): АМТУ 534-67 »
65—100 ** 30—45 25 55 12 4.9- 5,5
101—150 *** 27-45 21 36 6 — 4.9- 5,5
151—250*** 27-45 19 34 6 — 4.9- 5,5
Штамповка и поковка толщиной 1в мм): ОСТ1 9U00O—70 »
до 100** 30-45 25 55 12 — 4.9- 5,5
101—150*** 27-45 21 36 6 — 4.9 — 5,5
151—250*** 27-45 19 34 6 4,9— 5,5
Труба с наруж- ным диаметром 6—62 мм ОСТ1 9.1U5O—72 » 30-45 20 — -- —
Труба повышен- ного качества с наружным диа- метром 8—30 мм ОСТ1 9X63—72 30—45 25 ^11,3/^) — *—
348
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу- ТУ, Состоя- s5 ф iwalw-эгя Угол НВ
фабриката ОСТ ние кон- трольных образцов а % изгиба град (^отп) ММ
е> м не менее
Труба сварная с наружным диа- метром 25—102 мм ОСТ1 90051-72 Отож- женные 30—45 20 (''51,3 — —
Проволока сва- рочная диамет- ром 1,0—7,0 мм. ОСТ1 90015-7! То же <48 15 (бюо) —. —
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении.
*** В поперечном направлении.
Механические свойства
при различных температурах
Вид полу- Состоя- ггура и я Е °0,2 б Ф
фабриката ние i Темпера § испытан кгс/лгж2 Ов % в
Пруток Отож- —253 85 120 — .—. 10 40 8
кованый диаметром женный -196 — 50 85 95 1,11 15 50 10
14 мм 20 11 000 27 40 65 1,62 20 60 12
100 150 10 400 9 500 20 15 31 26 — 1 1 20 20 60 60 —
200 9 000 11 21 — 20 60 —
Физические свойства
Плотность d=4500 кг]м6.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 20— 100 20- 200 20— 300 20—400 20—500 20—600 20-700
а-10е \!град 8,2 8,6 8,8 9,1 9,3 9,5 9,6
Технический титан
349
Температура °C 100—200 200—300 300—400 400— 500 500-600 600—700
«•10® 1/град 8,9 9,3 9,8 10,2 10,4 10,5
Коэффициент теплопроводности
Температура “С 20 100 200 300 400 500 600
1 вт/м-град 19,3 18,9 18,4 18,0 18,0 18,0 18,0
Удельная теплоемкость
Температура “С 100 200 300 400 500 600
с кдж]кг-град 0,503 0,545 0,566 0,587 0,628 0,670
Удельное электросопротивление при 20°С
р-106 = 48,7 ом-см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг листов 520—540 0,5 На воздухе
Отжиг прутков, поковок, штамповок и труб 670—690 3 То же
Неполный отжиг 445—485 0,25-1
Инструкция ВИАМ № 685-69.
350
Глава II. Титановые сплавы
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитков 1050 750 20-30 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки. толщиной до 100 мм 950 700 40 То же
Штамповка иа прессе 890 650 40—50
Штамповка на молоте 920 700 40-50
Штампуемость*
Темпера- т Вытяжка ^раб Отбортовка ^раб Выдавка ^раб % Гибка на угол 90° f min
20 1,5-2,0 1,4—1,8 12—20 1,0—3,0 s**
550-600 1,8-2,0 15-25 0,5—1,5 s
* Инструкция ВИАМ № 642-71.
* s — толщина листа
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сварки Приса- дочный материал Термиче- ская об- работка после сварки Механические свойства сварных соединений при 20°С
Ов кгс/мм2 кгс-м/см2 угол изгиба град
ВТ 1-00+ВТ 1-00 ААрДЭС ВТ 1-00 Непол- ный отжиг 0,9 ав основ- ного ма- териала >7 135* ** НО**
* Толщина листа 1,5 жж.
** Толщина листа 3,0 жж.
Применение
Сварочная проволока, малонагружениые детали сложной конфигурации,
длительно работающие при температурах до 150рС, и детали, работающие при
низких температурах (до —253°С).
Технический титан
351
ТЕХНИЧЕСКИЙ ТИТАН ВТ 1-0
Химический состав в % по ОСТ1 90013—7!
'П с Fe Si 1 Os ,! N» ! Ня Сумма прочих примесей
не более
Основа 0,07 0,30 0,10 0,20 | 0,04 | 0,010 0,30
Примечание, Допускается содержание ДО,7 % А1.
Механические свойства по ТУ н ОСТ
Вид полу- ТУ, Состоя- б5 ф С! Угол НВ
фабриката ОСТ ние кон- трольных образцов & % ж <3 « изгиба град мм
не менее
Лист толщиной (в мм)-. 0,3— 0,4 0,5-- 1,8 2,0— 6,0 6,5—10,0 АМТУ 475-2-67 Отож- женные с после- дующей проглад- кой 40-55 40-55 40—55 25 30 25 20 1111 1111 >140 140-80 >80 >80 1 1111
Плита толщи- ной (в мм)-. 12-35 36-60 ОСТ1 90024—71 Горя- чеката- ные 40—55 40—55 13 13 27* 27 — >40 1 1
Лента толщи- ной (в мм); 0,10—0,25 0,30—0,50 0,55—1,50 ОСТ! 90027-71 Отож- женные 35—50 35-50 45 35 1 1 1 1 1 1 1 1 ! По Эрик- сену >4,5
Пруток ката- ный диаметром 10—60 мм АМТУ 451-67 То же 40—55 20 50 !0 4.7- 5,2
352
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу- фабриката ТУ, Состоя- Зв еч «г Угол НВ
ост ние кон- трольных образцов ггж/л е % изгиба град (^отп) ММ
о к не менее
Пруток ката- ный крупногаба- ритный диаметром (в мм): ТУ 1-92- -6-72 Отож- женные
65—100 ** 40-55 20 50 10 — 4,7- 5.2
101—150*** 36—55 17 32,5 5 4,7— 5,2
Пруток кованый диаметром или со стороной квадрата (в мм): АМТУ 534-62 То же
65—100 ** 40—55 20 50 10 — 4.7— 5.2
101—150 36—55 17 32,5 5 —* 4,7— 5.2
151-250*** 36—55 15 30 5 — 4,7- 5,2
Штамповка и поковка толщиной (в лтл/); OCTI 90000—70 »
до 100** 40-55 20 50 10 4,7— 5.2
101-150*** 36—55 17 32.5 5 —* 4,7— 5,2
151-250*** 36-55 15 30 5 4,7 — 5,2
Труба с наруж- ным диаметром 6—62 мм OCTI 90050—72 > 40—55 15 ^п.з/F? — —
Труба повышен- ного качества с наружным диа- метром 8—30 лг.ч OCTI 90065-72 40—55 20 = — —
Технический титан
353
Продолжение
Вид полу-
фабриката
ТУ,
ОСТ
Состоя-
ние кон-
трольных
образцов
д СО
не менее
।
i
Угол I НИ
изгиба ! (doTii)
град ! мм
!
" ~ I
Труба сварная с ОСТ1
наружным диа- 90051—72
метром 25—102 л/лг
; ।
' । ' i
Отож-;40—55 15 ;
женные, i
(6U,3/FO) I
: ! :
о к
!
i
!
i
* Свойства факультативны
** В продольном направлении.
В поперечном направлении.
Механические свойства при различных температурах
га Е ®0,2 ! 6 ф i
Вид полу- Состоя- га д си га И, пч
фабриката ние а к Ф о Н So кгс[мм2 Оз а? <3= §
Пруток Отож- -253 ПО 120 10 35 С
кованый диаметром И мм женный -196 20 11000 75 38 97 50 109 68 1,13 1,36 20 30 48 55 8 10
100 10400 30 42 — 30 55
150 9500 25 35 — 30 55 —
200 9000 21 30 ... -- 30 55 —
Физические свойства
Плотность <1=4500 кг/лт3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C 1 i 20- ; 100 м... 200 20- 300 20—400 20—500 20—600 20—700
— —.——• —
«•10е {[град i 8,2 8,6 8,8 9,1 9,3 9,5 9,6
23 2606
Глава 11. Тиганивые сплавы
Температура °C 100—200 200—300 300 -400 400-500 500—600 600—700
п-106 1/град 8,9 9,3 9,8 10,2 10,4 10,Б
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 20 100 \ 200 1 300 400 500 600
К вт'м-град 19,3 i 'i 18,9 i 18,4 \ 1 18,0 1 : 18,0 1 1 18,0 18,0
Удельная т е и л о е М КОС 1 ь
Температура ’С 100 200 j 300 1 j 400 1 500 i 1 § | i
с кдж1кг-град 0,503 0,545 j 0,566 j 0,587 i 0,628 0,670
Удельное электросопротивление при 20°С
—48,7 ом • см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка ;; час i 1 Условия охлаждения
Отжиг листов 520-540 0,5 H-т воздухе
Отжиг прутков, поковок, штамповок и труб 670—690 1 ! То же
Неполный отжиг 445—485 0,25 — 1 [ »
* Инструкция В И AM № 685-69.
Технический титан
35b
Горячая обработка давя синем
Вид обработки ' Температура деформации °C § начала i окончания Степень деформации за один нагрев о/, /0 Условие охлаждения
Ковка слитков ; 1 1050 ; 750 20-30 На воздухе
Ковка предварительно ! деформированной заготов- ; КИ ТОЛЩИНОЙ ДО 100 ММ ; 950 : 700 >4(1 То же
Штамповка на прессе ! 890 650 40—50
Штамповка иа молоте j 920 ' 700 Штампуемость* 40—50 »
Темпера- тУРа Вытяжка Арлб ! ! Отбортовка [ ^Сраб j Выдавка % Гибка на угол 90L Г'от/Л
20 1,5—2,0 1 : 1,4—1,8 12—20 1,0-3,05**
550—600 1,8-2,0 1 15—25 0,5—1,5 s
* Инструкция ВИАМ № 642-71.
* s — толщина листа.
Свариваемость
Свариваемые Метод Приса- дочный материал Термиче- ская об- работка после сварки Механические свойства сварных соединений при 20°С
материалы , сварки i сс кгс/мм2 аа кгс<м!см? угол изгиба град
ВТ1-0+ВТ1-0 : ААрДЭС 1 ВТ1-00 Непол- ный отжиг 0,9 ав основ- ного ма- териала 135* НО-
* Толщина ** Толщина листа 1,5 мм. листа 3,0 мм.
Првмевение
Сварочная проволока, малонагруженные детали сложной конфигурация, ра-
ботающие при температурах до 150°С, и детали, работающие при низких тем
лературах (до —253°С).
2,3*
/ Глава 11. Титановые сплавы
|( -----------------—-----------------------------------------------
и i
бнгс/мм1
0,2 0,4 0,6 0,8 8°/о
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела текучести спла-
ва ВТ1-0 при комнатной и высоких температурах. Отож-
женный лист толщиной 1,0 мм; а|°° =50 кгс/мм2.
I
Технический титан
_ 357
Рис. 2. Диаграммы сжатия до предела текучести сплава
ВТ1-0 при комнатной и высоких температурах. Отожжен-
ный лист толщиной 1,0 мм-, =50 кгс/мм.2.
358
Глава IL Титановые сплавы.
Рис. 3. Зависимость механических свойств сплава ВТ1-0
от температуры испытания (ав, сго,2> в % от показателей
при комнатной температуре). Отожженный лист толщиной
1,0 мм, rj gJJ =50 кгс/мя?.
Сплавы повышенной пластичности
359
СПЛАВ ПОВЫШЕННОЙ пластичности OT4-0
Химический состав в % по ОСТ( 90013—71
Ti Al Мп С Fe . Si Zr Oj , J , Сумма Н2 । прочих j примесей
i не более
Основа । 0.2—1,4 | 0,2—1,3 j 0,10 i 1 1 0,30 1 0,15 I 0,30 5 0,15 J 1 1 0,05 |о,012! 0,30
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние кон- трольных образцов 1 о S 1 * L «и ! кгс-м[см2 Угол изгиба ярад НВ , (^отл' ЛГ/f
не менее
Лист толщиной (в мм): АМТУ 475-10-67 Отож- женные
О * СО о" о ОСТ1 90042-71 с после- дующей проглад- 50-65 50-65 25 30 ! i — >140 140—80
2,0— 6,0 кои 50-65 25 — — >80 -
«.5—10,0 50-65 20 >80
Лента гости- ной (в ММ)‘ 0,10—0,25 0,30—1.45 ОСТ1 90027—71 Отож- женные 45—65 25 — По Эрик сент >3,0
Плита толщи- ной (в .дл): ОСТ1 90024—71 Горя- чеката-
пне
12—20 50-65 12 24* —- . -
21 60 50-65 И 24* —
Пруток ката- ный диаметром 10—60 мм АМТУ 451-67 Отож- ; женные 50—65 20 45 7 — 4,2- 4,8
360
Глава 11. Титановые сплавы
Продолжение.
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние кон- трольных образцов 3 S5 % 1 ^Iw-ogyi i Угол изгиба град НВ (^отп) ММ
е> а не менее
Пруток ката- ный крупногаба- ритный диаметром (в ММ)'. ТУ 1-92- -6-72 Отож- женные
65—100 * ** 50-65 20 45 7 — 4,2- 4,8
101—150*** 45—65 17 30 5 4,2 - 4,8
Пруток кованый диаметром или со стороной квадрата (в мм): АМТУ 534-67 То же
65—100** 50-65 20 45 7 — 4,2- 4,8
101—250*** 45—65 17 30 5 — 4,2- 4,8
Штамповка и поковка толщиной (в мм): ОСТ1 90000—70 »
до 100** 50-65 20 45 7 — 4,2- 4,8
101—250*** 45-65 17 30 5 — 4.2- 4,8
Труба с наруж- ОСТ1 ним диаметром 90050—72 6—62 мм » 50-65 15 (йп,з//=;) — 1
Труба повышен- ного качества с наружным диа- метром 8—30 мм ОСТ1 90065-72 • 50-65 18 (би,атк;) — - t
Труба сварная с наружным диа- метром 25—102л«л« ОСТ1 90051—72 » 50—65 15 (®п,з/7=;) — i i ~
* Свойства факультативны.
“* В продольном направлении.
*** В поперечном направлении.
Сплавы повышенной пластичност
36!
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабриката Состоя- о- К Н S Е °пц °0,2 Ср Й10 | eW,
ние Темпера испытан °C нгс/мм2 % Cj со 14 | HR кгс/ 1
Лист I Отож- 20 11 500 | 25 50 55 15 40 10 201J
женный 250 -— , 18 28 33 20
300 । 8 700 12 26 32 15 — __ 1
| 400 1 1 12 25 29 10 i
Пруток ' То же j 250 ! 8 600 ! 21 1 24 34 ? 18 60 -«« i
; 300 . 8 300 ! 19 20 1 30 ; 14 —
! 400 ; 9оо i 17 19 - 29 1 13 — 1
। 500 7 200 j 13 ' 17 । 29 i 15 — 1 ~ i j
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состоя- Темпе- ратура испы- тания °C ffjoo 0500 : । j Ч2.ТО0 I кгс/мм? о-i
ние на базе 107 циклов
Лист Отожжеи- ныи 300 400 -- > 30 1 ' 26 ! 1Б 1
Пруток диаметром 20 мм 1 Ci же 20 300 400 1 34 j 1 20 16 32 22 22 24
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева I i ,, ! Угол l изгиба 1 град i
темпера- тура “С время час Пв ; кгс/млР ) 6f % Л'.у кгс м/см2
Отожжен- Исходное состояние 55 ; 30 80 15
ный лист 200 500 1 56 i 26 1 78 12
300 500 56 25 76 9
450 ! 500 57 1 29 I 73 9
362
Глава II. Титановые сплавы
Физические свойства
Плотность d=4510 кг1м\
Коэффициент термического линейного расширения
Температура °C | 20—100 1 20—200 20—300 20-400 20— 500 20 — 600 20— 700
a-10s 1/град ! 8,0 1 8,2 8,5 8,7 8,9 9.1 9,3
Температура | 100__200 1 200—300 300-400 400—500 500—600 600-700
a-10s IJepad ! 8,5 9,0 9,5 9,9 10,1 10,2
Коэффициент теплопроводности
Температура °C I 1 100 j 200 1 300 1 400 500 600 700 800 900
А, вт/м-град 1 13,о i 1 i 1 13,8 | 14,2 15,1 16,3 17,6 18,0 18,8 20,1
Удельная теплоемкость
Температура °C 100 200 300 400 । 500 ! 600 I 700 ! 1 800 900
с кдж/кг-град 0,544 0,586 1 1 i | 1 0,628| 0,670| 0,712| 0,755| 0,838| 0,879 0,921
Удельное электросопротивление
Температура, °C I 20
I ____i
р • 10е ом-см 76,7
100
91
Степень черноты полного нормального излучения
Состояние поверхности 100 ен при температуре в °C
1 200 । 300 । 400 500 j ! 600 700 | 800 900
Травленая 0,15 - j 0,20 -- 1 0,25 | 0,3 0,49 j 0,54 1 0,5
Сплавы, повышенной пластичности
363
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг листов н деталей из них 590-610 0,25—1 На воздухе
Отжиг прутков, поковок и штамповок 690-710 0,25—1 На воздухе
1
Инструкция ВИАМ № 685-69.
Горячая обработка давле н и е м *
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условие охлаждения
начала окончания
Ковка слитка 950—1050 750 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки 950 700 40—70 То же
Штамповка на прессе 860—890 650 40—7'0 »
Штамповка на молоте 870—950 700 40—70 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
Штампуемость*
Толщина листа 1 Вытяжка ! Д’ Гибка на угол 90° Толщина листа Отбортовка & Выдавка К пп
мм ; п ПР i r min ММ Л по %
До 1 J 1,55—1,85 1,5—2,0 s ** 0,3—0,7 i 1,4—1,65 12—15
1—3 1,85-2,0 1,8—2,2 s 0,8—1,о j 1,7—1,75 18—20
Более 3 1 1,5—1,65 2,5—3,5 s 15—3,0 j 1,5—1,6 15—18
* Инструкция ВИАМ № 642-7!.
** s— толщина листа.
364
Глава 11. Титановые сплавы
Свариваемость
Сваривае-
мый мате-
риал
I
Метод
сварки
i Приса-
Термиче-
ская об-
дочный работка
jматериал после
сварки
f- S
о и
S з
2 с
Механические свойства
сварных соединений
ОТ4-0+
+ ОТ4-0
ААрДЭС
Без
присад- i
ки i
Без
терми-
ческой
обра-
ботки
20
300
400
50— 65
30-37
25-30
* На базе 107 циклов.
Применение
Сварные узлы я детали, длительно работающие (5000 час) при температу-
рах до 300°С.
Секундная прочность сплава ОТ4-0 при высоких темпера-
турах. Отожженная плита толщиной 20 мм, = 61 Кгс/лг.и8.
Сплавы повышенной пластичности
СПЛАВ ПОВЫШЕННОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ
OT4-I
Химический состав в % по ОСТ! 90013—71
Ti [
!
Основа
I i ' i Сумма
С I Fe Si Zr \ О 1 N2 i Н2 прочих
Al -^!1 ! ; ; , } пр имесей
I не более
1,0—2,5 ! 0,7—2,0 I 0,10) 0,30! 0,15! 0.30| 0, lol 0,051 0,012! 0,30
i i : i
Примечание. В сварочной проволоке содержание На0,008%.
Механические свойства по ТУ и ОСТ
о
Вид иолу- ! ; СОСТОЯ» i ние конт- Й к 5- S СО Я 6s Ф о» 3 НВ
фабриката 1,у, OG1! рольных образцов О- СЗ Q Н S з 2 С Q Q -жи'/зг Я % j 1 кгс* §1^ | fe g. 100 гс/мм2 лен
1 Н S © не менее К, © ье
Лист тол- 1 АМТУ j Отож-
шиной (в 475-4-67, i женные
.м): 0,3—0,4 АМТУ 1 с после" 551-69 *. 1 дУющей • проглад» 20 60—75 20 >120
0,5—-0,7 OCTI 1 кой 90042—71 60-75 25 - — >100 -
0.8—1,8 (сорта 60-75 20 80-70
^,0“6?0 мент) ! 60—75 15 j >60 -
6,5-10.0 60-7*5 13 1 >60
350 >33 — - >32
400 >30 — - >28
Плита ОСТ1 Горяче-
толщиной (в мм)-. 90024—711 катаные
12—20 ! 20 60-75 10 21**1 —> __
21-60 60 -75 9 —
366
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
о
Вид иолу- Состоя- ние КОНТ- СЗ ° >» ес f- S 66 ф сд НВ
фабриката
ТУ, ОСТ рольных образцов Q, S3 О) н 5 3 •?: С - 3. % 2 ('о з йТт Ыс ги J мм
to se ь £
не менее
Пруток АМТУ Отож-
катаный 451-67 женпые
диаметром (в лш):
10—24 20 65—80 15 35 4,5 — 3.8-
4,3
25-60 60—75 15 35 4,5 - — 3,8-
4,3
Пруток ТУ1- То же
катаный -92-6-72
крупногаба- ритный диа- метром (в ям):
65—100s** 20 GO—75 15 35 4.5 3,8^
4,3
101- 150**** 55—75 12 23 4 — - 3,8-
4,3
Пруток АМТУ »
кованый диаметром или со сто- роной квад- рата (в мм): 534-67
65—100*®* 20 60—75 15 35 4,5 .... 3,8-
4,3
101—150**** 55—75 12 23 1 3,8— 4 3
151—250**** 55—75 10 23 4 3,8-
4,3
Штампов- ОСТ1 »
на и поков- Э0000—70
ка толщи- ной (в мм):
до 100*** 20 60—751 IS 35 4,5 3,8-
4,3
101 — 150**** 55—75 12 23 4 — 3,8-
151--250**** 4,3
55—75 10 23 4 3,8—
4,3
Сплавы повышенной пластичности
367
Вид полу- j |
iту, ост!
фабриката \ \
Состоя-
ние конт-
рольных
образцов
не менее
— _
5 sxi
° 1- <3
Продолжение
ЯВ
(^отп)
мм
Труба с ОСТ1 '
наружным 90050—72|
диаметром
22—-62 мм
Кольцо I АМТУ
сварное с I 529-7-68
шириной I
ПОЛКИ (в 1 |
ММ): ; i
до 80 ;
более 80 ! !
S I
сварной j !
ШОВ j
Проволо- ОСТ1 ।
ка свароч- 90015—71'
ная диамет- J
ром (в мм): I
1,0-1,4 ' I
1,5 3,0 ( [
3,5-7,0 : !
I
Отож-
женные
То же
I I ।
20 !бо-751 15 ;
I |(&и.зКл,)
। ! I
3,8-
4,3
3,8-
4,3
* Свойства при комнатной температуре
’* Свойства факультативны.
’** В продольном направлении
**** В поперечном направлении.
368
Глава II. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- Спетгкп-пгй т Темпе- ратура Е ! 1 ! S)1H ! 1 ^0,2 ' <т» б
флбпикати НИЯ ><гс/лм(2 70
°C
Лист тол- Отож- 20 11 000 ' I 40 57 70 3<1
щиной 0,5 - 10,0 мм жеиный 1 250 8 800 - 27 38 1 30
1 300 1 8 400 ( 26 ! ’ 7 ' 43 1 28
i 350 8 ООО 26 35 ' 41 27
! 400 : ! — 33 ; 38 22
i i
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
полу- ’ Состоя- Фабри- j 1 1 [ ине ката ! L _ Лист 1 Отож- толщи- ! женный ной 0,5—i 10 мм ' Пруток! То же Ф- to to ю Температура g g g to о to м испытания °C <7100 34 29 t ак= 2,5 кес/мм - — 46 00 ак — 4.5 2 50 77 >t >1 — а0,2/10о| °0.2/2000 кгс • 33 : 26* 19 ' - i <Т-1 1 3*1 ! на базе 107 циклов /мм2 i 36 -- - 20 | - 45 35 28 13
Лис г толщиной 2,0 мм.
Сплавы повышенной пласшчности
369
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
; Режим нагрева У гол изгиба град «т.у кгс-м/см2
Состояние 1 i * темпе- ; магериа.1!;’. ратура время ( час ; 05 кгс!ммг 610 %
Отожженный 1 Исходное состояние i 72 ; 17 85 12,5
200 i 3 000 { 16,5 75
5000 : 74 [ 14,5 81 —
1 10 000 , 74 15 70 15
1 20 000 ! 74 16 82 13
30 000 74 15 90
300 3 000 74 18 74 9
5 000 ' 75 16
10 000 76 ! 16 72 9,5
1 - 20 000 \ 76 1 16 81 7,5
i । :^ооо i 76 ! 17 81
Физические свойства
Плотность (7=4550 кг)мг.
Коэффициент термического л инейного расширения
Температура, °C ; 20—100 20—200 j 20- -300 1 20—400
а- 10° \/град ) ! 8,0 8,3 8’5 1 8,8
Температура, °C ] 00—200 200—300 300 -400
«•10е 1/гдяй 8,6 9,1 ! 9,6
24 2606
370
Г лава II. Титановые сплавы
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 1 1 200 300 400 ! 500 1 600
?. вг!м^град 10,5 11,3 12,2 13,4 14.7 16,3
У д е л ь н а я теплоемкое I ь
Температура, °C 100 1 1 200 300 ' 1 400 500 j 600
с кдж/кг-град 0,503 0,566 ' 0,628 1 0,670 0,755 0,838
У д е л ь н о е э л е к г р о с о и р о т и в л е и и с
Температура, ' 20 I 100
I
р • 106 ом-см 101 i 114
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки 1 ! Температура 1 Выдержка час 1 I Условия охлаждения
Отжиг листов и деталей из них I 640—660 0,25-1 На воздухе
Отжиг прутков, поковок, лтамповок, труб, профилей и 740-760 0,25—1 То же
деталей из них
6 Инструкция ВИАМ № 685-69,
Сплавы повышенной пластичности
371
Горячая обработка давлением*
Вид обработки i Температура дефор- мации, °C ! Степень , ' деформации { Условия
начала ; окончания 1 за один ' нагрев i % ! охлаждения
Ковка слитка 950--1050 750 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготовки 880—950 , 750 40—70 То же
Штамповка на прессе 880--910 700 40—70 »
Штамповка иг молоте ' 890—950 750 40—70 ;
I
Инструкции ВИАМ Ns 680-70.
Штампуемое ть
Толщина листа мм Вытяжка Дпр Гибка на , угол 90° 1 fmin | Толщина листа мм * Отбортовка. { ^пр Выдавка К пр %
До 1 1,55—1,8 ‘ 1,8—2,55** 0,3—0,7 1,35-1,5 12—15
1—3 1,8 -1,85 2,0—2,5 s : 2,5—3,5 s 0,8—1,5 1,6 —1,7 18—20
Более 3 1,45—1,6 1,6—3,0 i 1,45—1.55 i 15—18
* Инструкция ВИАМ № 642-71.
♦* s — толщина листа.
Свариваемость
Механические свойства сварного соединения при комнатной температуре
Сваривав- । мый материал Метод : сварки Тол- щина мм 1 j Приса- дочный {материал i i Термине- 1 ская обра- { ботка после: сварки j И СО е « Угол изгиба град Ят,у кгс-л/с.»2
! ОТ4-14- 1 -ЗОТ4-1 1 । ААрДЭС 2,0 Без присад- , КН Без тер- । мической обработки [ 74 70 5,8
24’
372
Глава 11. Титановые сплавы
Механические свойства сварного соединения при комнатной температуре
после длительных нагревов
Режим нагрева
Сваривае- мый ма- териал хермиче- ская обра- ботка после сварки i темпера- тура °C ! i время ! : час i
।
i
ОТ4-1 + + ОТ4-1 Без тер- мической обработки Исхо состо 200 300 дное я ние 3000, 10000 2оооо; 30000, 3000' юооо) 20000^ 30000;
На базе 107 циклов.
7г 1 о ! । : а-. * мм2 | Угол : изгиба । град ат.у кгс-м/см2 Лг при гш.ы - = 0,8 О циклы
74 ! 23 70 ; 5,8 12 800
73 , — 90 ; 5,2 12 105
— 1 — 4,2 —
74 — ! 90 10 150
. - — — ' 6,1 —
76 8’ ! 5,Я 8 790
— ! ~ 1 3,6
75 ; 18 75 ; 4,8 10 350
— < — 1 5,9 —
Применение
Сварные узлы, детали и изделия, в том числе тонкостенные детали сложной
конфигурации, длительно работающие при температурах до 300°С (30 000 час) и
при 350°С (2000 час).
Сплавы повышенной пластичности
б кгс/мм £
Уас
Рис. 1. Длительная прочность титанового сплава ОТ4-1 при
300°С. Отожженный лист, a j?ou =48 кгс/мм2.
Рис 2 Секундная прочность сплава OT4-I при высоких темпе-
ратурах. Отожженный лисе толщиной 1,0 мм, оп = 69 кгс/мм*
374
Глава 11. Титановые сплавы
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
ОТ4
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Ti А1 ' Мп i С | Fe ! ; ; Si j Zr О, i N2 ; H2 Сумм;, прочих примесей
не более
Основа 3,5—5,0 I 0,8—2,0 1 0,10 |0,30 0,15 0,30 1 0,15 j 0,05 0,012 0,30
Примечание. В сварочной проволоке содержание Н5й-0,008%.
Механические свойства по ТУ и ОСТ
о I
Вид полу- ’ Состоя- ние КОНТ- СЗ 0 >> к н к 6s 1 * ! -1
ТУ, ост
фабриката 1 рольных ; образцов СХ ед О f- § 3 ё 5 д % л О £ 3 zWW/Oi 00 з
f- S ь £ >> “ §•
не менее
Лист тол- АМТУ Отож- j
щиной (в 475-3-67, женные
ил): ОСТ1 с после-
0,5—1,0 1,2—1,8 90042—71 дующей 20 70-85 20 — 80—70 -
(сорта- мент) проглад- кой 70—90 15 — >60 —
2,0—10,0 70-90 12 — >50
350 >43 — >40 —
400 >40 — — >37 -
0,5—1,0 АМТУ То же 20 75-90 20 80—70
1,2-1,8 551-69 75-90 15 >60 — —-
2,0—10,0 75-90 12 __ >50 —
Плита ОСТ1 Горяче-
толщиной (в мм): 90024—71 катаные
12-20 20 70—90 8 20* — —- — —
21-60 70—90 7 20* — — -- —
Пруток АМТУ Отож- 70-90 11 30 4 3.6-
катаный 451-67 женные 4,2
диаметром 10—60 мм
Сплавы средней прочности
375
Продолжение
Вид полу- Состоя- о СЗ о >» СК Е~ S ^5 , i СТ '*е
фабриката ТУ, ост ние конт- рольных образцов змпера гпытан в :с/мм2 % з- ЛР гЗ — ю 5 S О u Q :оо ус[мм2 с Ъ
Н £ О ие менее S М О £
Пруток катаный крупногаба- ритный диа- метром (в мм): 65—100** 101—150*** ТУ1- -92-6-72 Отож- женные 20 70-90 65—90 I 10 8,5 30 20 - 4 3,5 — 3.6- 4,2 3.6- 4,2
Пруток и заготовка лопаток диаметром 25—60 мм ООП 30006—70 То же 2О|7(‘- 90 400| - 1 12 32 4 >39 3.6- 4,2
Пруток кованый диаметром или со сто роной квад- рата (в мм): 65—100** 101—250*** АМТУ 534-67 20 70-90 65-90 10 8,5 30 20 4 3,5 — 3,6 4,2 3.6- 4,2
Штампов- ка и поков- ка толщи- ной (в мм): до 100** 101—250*** ОСТ1 90000—70 > 2С 70-90 65—91 10 8,5 30 20 3,5 3,5 3,6- 4,2
Труба с наружным диаметром 22—62 мм ОСТ1 00050—72 > 70-8; 10 t 'п.з/75; — — — — —
376
Глава II. Титановые сплавы
Вид полу-
фабриката
|ТУ, ОСТ
Состоя-
ние конт-
рольных
образцов
Продолжение
Кольцо АМТУ | Отож-1
сварное с 529-13-68 | женные |
шириной | I
полки (в ! 1
мм): 1 :
ДО 80 I ;
более 80 i
сварной | | :
ШОВ I ' :
Проволо- ; 0СТ1 ;
ка свароч- 90015—71:
ная диамет-
ром (в мм):
1,0—1,4 j
1,5—3,0 ;
3,5—7,0
Свойства факультативны.
* В продольном направлении.
** В поперечном направлении.
***« е
О100
Сплавы средней прочности
377
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- Состояние Темпе- , ратура испыта- - - ов As
фабриката НИЯ । °C j кгс/мм2 %
Лист тол- Отож - 20 11 000 48 70 80 28 1
щиной 0,5— 10 мм женный 250 9 300 29 45 55 30 1
300 8 600 28 44 52 29
350 8 200 28 42 51 26
400 7 300 24 39 50 26
450 — 48 25 ' —
500 5 700 21 31 14 29 1
Пруток То же 20 12 000 71 82 87 9 i 47
300 11 000 44 53 58 8 j 62
550 7 300 17 34 45 11 ! 76 i
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид, полу- Темпе- ратура 0100 01000 О2000 ^‘Чооо ’*10000 ’*20000
фабри- ния
ката °C кгс/мм2
/Гист Отож- 20
женный
250 52 52 52 52 —
300 48 48 48 48 48
350 46 46 —
400 — 43 — —
450 --
Пруток То же 20 — — --
300 56 — —
550 10 — -- — --
378
'лава II. Титановые сплавы
Лист
Пруток
полу •
фабриката
Темпе- о <1
ратура испыта- з = ° !
' Состояние щ. CM CM R- о на базе 107
^0 о Ъ ° ЦИКЛОВ
KZCjMM?
1 Отож- 20 - 44
5 жеиный 250 47 "4o 5 43 — -
300 45 37 35 28 23 — -
350 33 31 27 1 — 34 —
400 20 1 27 -
450 i - 1
: То же 20 -- 1 41 36
I 550 1 .... 1 i - i — 25 17
Данные ЦКТИ.
Секундная ползучесть
Вид полу- Состоя- i- X 03 X а0,5/120” sl/10” Д/бО” ’l/W °l/180’ 31/зоо
фабри- ката ние Темпер j ИСПЫТс °C кге/мм2
Лист толщи- Отож- женный 500 30 U i ’ 36 34,5 33,5 32
ной 1,5 м.м (500 7С0 9,5 25,5 ! 20,5 i ю 15,5 5,5 13,5 4,5 12 3,5 10,5 3
1
Сплавы средней прочности
379
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материале Режим нагрева 1 Он кгс1мм? 610 % ! 1 Угол ! изгиба : град i 5 dT.y \кгс*м1с.^
темпе- ратура время ; i
Отожженный Исходное состояние 13 72 1 11,5
лист 1
200 3 000 83 13 69 ! 10,5
5 000 8-1 14 62 —
10000 86 14 ; 62 ; 9
20 000 85 И 64 ! 18,5
30 000 85 12 ! 74
300 3 000 87 13 69 ; 7,5
5 000 84 13 65
10 000 88 12,5 , 65 ' 5,0
: 20 ооо <88 12 70 : 6,0
1 30 000 88 12 ; so : —.
!
Физические свойства
Плотность с/=4550 кг/м-'.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C | 20—100 । 20—200 | 20—300 a-W\Jepad ! 8,0 1 8,3 | 8,5 20—400 8,8 20—500 8,9 20—600 ___ -
Температура, °C ‘ 100—200 | 200—300 j 300—400 "1 ~ 1 ~1 « 10« 1,/град ; 8,6 | 9,1 ; 9,6 400—500 500—600
9,4 9,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 1 100 200 j 300 400 500 600
г, вт!м>град 10,4 .1,3 12,1 13,4 14,6 16,3
380
Глава 1L Титановые сплавы
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 | 200 300 400 500 ! 600
с кдж1кг*град 0,503 1 0,566 0,628 0.670 i 0,755 —
Уде л ь и о е э лектр о со и ро i и в л е н и е
Температура, °C 1 20 100
р • 10е ом-с.ч 1 138 146
Степень черноты полного нормального излучения
Состояние ен при температуре, °C
100 j j 200 ; 390 | । 1 1 400 । 500 । 600 ! 700 8Оо! 85о| ! 900
поверхности
Травленая 0,15—0,25 0,30 0,49 0,52 0,50 -
Химически по- лированная 0,15—0,25 0,3 0,52 — 0,56
Механически об- 0,15-0,25 0,38 0,52 - 0,56
работанная (v7)
Механически по- 0,13—0,24 0,34 0,50 0,56 0,59 —
лированная (v 9)
После гидро- 0,24—0,33 0,41 0,50 - 0,56
пескоструйной об- работки и трав- 1
ления 1
Примечание. Испытание на воздухе.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая г е р м и ч е с к а я о б р а и о т к а *
Вид термической Температура Выдержка Условия
обработки °C час охлаждения
.Отжиг листов и деталей из 660-680 0,25—1 На воздухе
НИХ
Отжиг прутков, поковок, 740—760 0,25-1 На воздухе
цтамповок, труб, профилей и
деталей из них
Инструкция ВИАМ № 685-69.
Сплавы средней прочност
Горячая обработка давлением*
Вид обработки Температура дефор- мации, °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка 1080 850 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготовки 980 800 40—70 То же
Штамповка на молоте 910—950 800 40—70 2>
Штамповка на прессе 900—930 750 40—70 »
Инструкция ВИАМ № 680-70,
Штамп у ем ость
Толщина листа мм Вытяжка А^раб j J 1 Гибка на | угол 90° I ''min ; Толщина листа мм Отбортовка Драй Выдавка Лраб %
До 1 1,5—1,6 2,0—2,5 s ** 0,3—0,7 1,3 —1,4 6—10
1—3 1,6—1,7 2,5—3,0 s ! 0,8—1,5 1,5 -1,6 12—14
Более 3 1,4-1,5 1 3,0—4,0 s | 1,6—3,0 1,35-1,5 10—12
Инструкция ВИАМ № 642-./1
•г—толщина листа.
Свариваемость
Механические свойства сварных соединений при
комнатной температуре
Сваривае- мый материал Метод сварки Тол- щина мм Приса- дочный материал Термиче- ская обра- ботка после сварки ъ> id Угол изгиба град «т.у кгС'М1см~
ОТ4 + ОТ4 (лист) ААрДЭС неплавя* щимся электродом 2,5 Без присад- ки Без тер- мической обработки 82 60 5,9
382
Глава И. Титановые сплавы.
Механические свойства сварного соединения при комнатной температуре
после длительных нагревов
1 Режим
Сваривае- мый ма- териал j Термине- ’ ская обра- наг )ева <Тв ! 04 * йт.у | N при
|ботка после ’ сварки с 2 е- К <У — о Й « Ktc-MjcM?: 1 ®тах =0,7 ав цикл
1 «И Н СХ-о СО З1 «ас/лл2 СО В Ръ S Л)
ОТ4+ОТ4 i । Без тер- Исходное 82 i ! 23 60 5,9 ! 25 500
(лист тол- 1 мической состояние
щиной 2,5 мм] ! обработки 200 3000 83 — 88 5,3 ! 23 084
10 000 : — -/*г 1 J 4,0 —
20 000 81 ’ — 75 16 000
зо соо I — 77 5,2
300 3000 86 ! — п 5,6 9 003
10 000 — ! 60 3,5 [ —
20 000 85 | 28 66 1 17 900
30 000 —- ! - - 69 6,1 --
!
На базе Ю7 циклов.
Применение
Сварные узлы и детали, длительно работающие при температурах до ЗОО°С
('30 000 час) и при 35О°С (2000 час)
Сплавы средней прочности
383
\
i
|
i
О 0,2 0,5 1,0 6°/°
Рис. 1. Диаграммы растяжения до
предела текучести сплава ОТ4 при
комнатной и высоких температурах.
Лист толщиной 2 мм.
38-1
Глава И. Титановые сплавы
Рис. 2. Секундная прочность сплава ОТ4 при высоких
температурах. Лист отожженный толщиной 1,5 мм.,
о в =81 кгс/мм2.
Рис. 3. Длительная прочность титанового сплава ОТ4. Отож-
женный лист, гладкие образцы; aj50 =54 кгс/мм2, -=
= 50 кгс/мм2, о®00" =49 кгс/мм".
f, ' Сплавы средней прочности
385
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ ВТ4
Химический состав в % по ОСТ! 90013—71
Ti Мп А1 с Fe SI Zr О2 N, н, Сумма прочих примесей
не более
Основа 0,8—2,0 4,5—6,0 0,10 о.з: 0, 15 0,30 0,15 0,05 0,012 0,30
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние конт- рольных образцов Температура испытания, “С ffs KZClMJtfl 4- ел 3 Угол изгиба град О|00 кгс)ммг НВ (^отп) мм
% н
е ме нее
Лист тол- щиной (в мм): 1,0 1,2— 1,8 АМТУ 475-6-67 ОСТ1 90042—71 (сорта- Отож- женные с после- дующей проглад- кой 20 85-105 85—105 15 12 1 ! 1 1 1 >60 >50 1 1 1 i
2,0—10,0 мент) 85—105 10 — 40-30 —
350 >60 — -- >56
400 >58 - — — — >50 —
Пруток катаный АМТУ 451-67 Отож- женные
диаметром 10—60 мм Пруток катаный крупногаба- ритный дна метром (в мм); ТУ1- -92-6-72 То же 20 85—105 10 30 3,5 — — 3.4- 3,9
65—100» 20 85—105 10 30 3,5 — — 3.4- 3,9
101—150** 85—105 8,5 20 3,0 — 3.4- 3,9
25 2606
386
Глава 11. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние конт- рольных образцов Температура испытания, °C о»- кгс/мм.2 йо ? % i кгс-м/см- Угол изгиба грид S § с а НВ (^отп) мм
не ме iee
Пруток кований днаметром или СО СТО’ роной ква- драта (в лм/): АМТУ 534-67 Отож- женные
65-100 * 101—250** 20 85-105 80-105 10 8,5 30 20 3,5 3,0 ! 1 1 1 3,4- 3.9 3,4-
Штампов- ка и поков- ка толщи- ной (в лог): ОСТ! 90000—70 То же 3,9
до 100* 20 85-105 10 30 3,5 __ -— 3,4- 3,9
101-250** 80—105 8,5 20 3,0 3 4- 3,9
* В продольном направлении
* В поперечном направлении.
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- Состояние Темпе- ратура псп ыта- ния °C Е °0,2 О» ф
фабриката кгс/мм2 %
Лист тол- щиной 1,0— 4,0 льи Отожжен- ный 20 250 11000 65—80 75—90 58 95-105 67 15-22 20 34 43
300 57 65 19 -
350 — — 55 63 17 42
400 — — 53 61 17 —
450 — — 46 57 20 —
1 500 — — 38 53 25 —
Сплавы средней прочности
387
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состояние Темпера- тура испытания °C tfioc* 30,2/100
кгс/мм2
Лист Отожженный 20 40
330 55 37 —
400 50 28 25 —
Пруток То же 20 50 31
400 — 31 15
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева (У е кгс/мм? 610 % Угол изгиба град
темпера- тура °C i время час
Отожженный лист толщиной Исходное состояние 90 10 61
2 mjh 300 3 000 10 000 89 92 и 12,5 60 47
30 000 90 12,5 56
Физические свойства
Плотность d=4600 кг/л5-
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20—200 20—300 20—400
а • 10е 1/гряд 8,7 8.9 9,1
25*
388
Глава 11. Титановые сплавы.
Температура, °C 100—200 200—300 300—400
а • 10е Мерою 9,0 9,05 9,05
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400
А, вт[льград 9,2 10,5 13,0
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400
с кдж[кг град 0,503 0,566 0,608 0,670
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической ! I Температура ' Выдержка Условия
обработки °C час ' охлаждения
Отжиг листов и деталей из них 1 690—710 : 0,25—1 ; На воздухе ' 1
Отжиг прутков, штамповок, труб, профилей и деталей из них 740—760 0,25—! То же • i ।
* Инструкция ВИАМ № 685-69
Сплавы средней прочности
389
Горячая обработка давлением®
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев Условия охлаждения
j начала окончания
Ковка слитка 1 1100 850 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки '• 1020 850 10-70 То же
Штамповка на молоте j 950-980 850 40—70 »
Штамповка на прессе i 940- 970 _ 1 * Инструкция ВИАМ № 680-70 800 40—70
Шгампуемость*
’ ! j Вытяжка Отбортовка i Выдавка j Гибка . ..... .... . ... 1 ..... ... . .. 1 на угол 90е
1 1 ^пр | ^*раб j ^*пр ^раб ^пр.плоск.^пр. сфер. | Пиак г раб
1,40—1,<ю!1,ЗО—1,35 1,30—1,60 L 1 1 ' ‘ 1,20—1.4010,12-0,16 0,25—0,35'1 3,5— ! i 4,0s« 1 ! I 5,0—6,0 s
® Инструкция ВИАМ Kg 642-71
-«* 5_Т0ЛщИНа диета.
Свариваемость
Сваривае- мые мате- риалы Метод сварки Присадоч- ный ма- териал Термиче- ская обра- ботка после сварки Темпе- ратура испыта- ния °C Механические свойства сварных соединений
сгв кгс/мм? угол изгиба град
ВТ4+ВТ4 ААрДЭС Без при- Без тер- 20 85 45
садки мической обработки 350 65 —
РАрДЭС Полоски Отжиг 20 85 40
из сплава ВТ4 при 660— 680°С 350 65
390
Глава //. Титановые сплавы
Применение
Сварные детали, кратковременно работающие при температурах до 400—
450°С.
Секундная прочность сплава ВТ4. Отожженный лист
толщиной 1,5 мм, ов = 83 кгс]мм2.
Сплавы средней прочности
391
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
ВТ5
Химический состав в % по ОСТ! 90053—71
Ti । Л1 С Fe Si ! Zr j ! 1 Оз ! Ng н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 1 4,3—6,2 0,10 0,30 0,15 0,30 | 0,20 | 0,05 0,015j 0,30
Примечание, Допускается содержание Z.0,8°/o Мо и<1,2%¥.
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- 5 Состоя- ние конт- рол ьн ых обргицов Температура испытания, °C Ов кгс/мм2 о6 у "и кгс • м'смг О'юо кгс/мм2' не (^отп) ММ
фабриката ТУ, ост %
не менее
Пруток ката- АМТУ Отож- 20 75-95 10 25 5 3,4-4,0
ный днаметром 10—60 мм 451-67 женные 3">0 >43 __ — — 40 —
Пруток ката- ТУ1- То же
ный крупнога- баритный диа- мег ром (в мм): -92-6-72
65—100* 20 75 -95 1С 25 3 — 3,4—4,0
101 — 130** 73-95 6 16 5 — 3,4-4,0
Пруток кова- АМТУ
ный диаметром или со сторо- ной квадрата (в мм)-. 534-67
65—100* 20 75—95 10 25 3 — 3,4-4,0
101-250** 73-95> 6 16 5 3,4—4,0
Штамповка ОСТ1
и поковка тол- 30000— 70
Щпной (в мм):
до 100 е 20 75-95 10 25 3 —“ 3,4—4,0
101—250 ** ь 73—95 5 15 4,5 3,4-4,0
392
Глава //. Титановые сплавы
Вид полу-
фабриката
|ТУ, ОСТ
Состоя-
ние конт-
рольных
образцов
не менее
НВ
ММ
Кольцо свар- АМТУ Отож-
яое: 529-10-68 жеяные
основной ме-
талл j
сварной шов i
! !
20 70-95
65 - 95
10
7
25
17
3 ।
2,5 j
| 3,4—4,0
i
i ”
* В продольном направлении.
** В поперечном направлении.
Механические свойства при различных температурах
Вид полу- Состоя- Темпе- ратура испыта- ния °C Е “0.2 ав Й10 KZC'MIcm?
фабриката ние кгс/мя?
Пруток Отож- женный —196 — 115 125 6 30 3
—70 — 85 90 8 35
20 12 500 72 75 8 40 4—7
200 11 500 — — —
250 — 47 55 9 60 —
300 11 000 45 50 9 62
350 — 42 48 9 63 —
400 10 500 40 47 9,5 73
500 9 200 37 44 7,5 70
600 — — 38 20 —->
650 — — 35 24
Сплавы средней прочности
393
Механические свойства при сжатии и кручении
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C G а0,2 сж “Чз
кгс/мм?
Пруток Отожжен- ный 20 4700 75 32 49 67
Пределы длительной прочности * и ползучести
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние Темпе- ратура испыта- ния Cf too Oi soo .. . о s CM О 1 о ' о § о Оюооо I а0,2/100 °0,2/300
°C кгс/ мм 2
Пруток Отож- женный 20 100 1 ! 72 64 72 61 71 70 1 1 —
300 48
350 45 — — 40 36
500 26 — — 12 -
* При 20 и 100°С по данным ЦКТИ,
Физические свойства
Плотность d=44OO кг/ж3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20-100 20—200 20—300 20-400 20—500 20-600
а • 10s Xjepad 8,3 8,6 8,9 9,3 9,5 9,9
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 зсо 4Ю 500 | 600 700
X вт/м-град 8.8 9,6 .0,5 11,3 12,6 14,2 | 15,5 16,8
394
Глава If. Титановые сплавы
Удельная теплоемкость
Температура, °C | 100 200 300 400 500 600
с кдж/кг-град j 0,545 0,587 0,628 0,670 0,712 0,755
Удельное электросопротивление при 20°С
р • 10®= 108 ом-см
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Термическая обработка 1 1 5 Температура ; j еС | Выдержка час | Условия j охлаждения
Отжиг ! 800—850 | 0,25-1 j На воздухе
Неполный отжиг | 550—000 i 0,5—4 То же
* Инструкция ВИАМ № 685-69,
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации, °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждений
начала окончания
Ковка слитка 1180 900 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки 1100 850 40—70 То же
Штамповка на прессе 1020 850 40—70 »
Штамповка на молоте 1100 900 40—70 >
Инструкция ВИАМ № 680-70.
Сплавы средней прочности
395
Свариваемость
Сплав сваривается всеми видами сварки, пригодными для титановых сплавов.
Рекомендуемый присадочный материал — проволока из сплавов ВТ1-00. ВТ2.
Предел прочности при кратковременном растяжении и длительная прочность
сварного соединения равны 0,9 ов и 0,9 о* основного материала соответственно
при всех рабочих температурах. Сплав может свариваться со всеми сваривае-
мыми титановыми сплавами.
Применение
Сварные детали в узлы, длительно работающие (10 000 час} при температу-
рах до 400°С.
396
Глава It. Титановые сплавы
СПЛАВЫ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
ВТ5-1, BT5-IK
Химический состав в % по OCTI 90013—71
Примечания. I. В листах сплава ВТ5-1 содержание алюминия 4,0—
5.5%, в остальных полуфабрикатах — 4,5—6,0%.
2. В сплаве BT5-I допускается ^1,0% V.
3, Сплав ВТ5-1К изготовляется по СТУ
Механические свойства сплава ВТ5-1 по ТУ и ОСТ
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние конт- рольных образцов о.. кгс/мм2 Й8 Ч ф Ь €4 § ® % £ Угол изгиба град НВ (^огп) ММ
не менее
Лист тол- АМТУ Отож-
щиноп (в мм)-. 475-7-67, женные
0,8-1,2 ОСТ! 90042—71 75-95 15 — — 60 —
1,5—1,8 (сорта- 75—95 12 50 —
2,0-6,0 мент) 75—95 10 — 40 —
6,5—10,0 75—95 8 — — 40 —
Плита тол- ОСТ1 Горяче-
щиноп (в мм): 90042—71 катаные
12-20 75-95 6 16* — —
21-60 75—95 5 16* — —
Пруток ката- АМТУ Отож- 80—100 10 25 4 3,4—3,9
ный диаметром 451-67 женные
10—60 мм
Сплавы средней прочности
397
Продолжение
Вид полу- i Состоя- ние конт- рольных образцов Ов кгс/мм1- б5 ф "н кгс-м/см2 Угол изгиб; град НВ (^отп) ММ
фабриката ТУ, ост %
не менее
Пруток ката- ный крупнога- баритный диа- метром (в мм): ТУЬ =92-6-72 Отож- женные
65—-100"=* 80—100 10 25 4 — 3,4—3,9
101 — 130*** 76-100 6 16 4,5 — 3,4—3,9
Пруток кова- ный диаметром или со сторо- ной квадрата (в мм): АМТУ 534-67 То же
65—100 ** 80—100 10 25 4 — 3,4—3,9
101—250*** 76—100 6 16 4,5 — 3,4—3,9
Штамповка и поковка тол- щиной (в мм): ОСТ1 90000—70 >
до 100** 80—100 10 25 4 — 3,4—3,9
101—250 *** 76—100 6 16 4,5 — 3,4—3,9
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении
!** В поперечном направлении
398
Глава 11. Титановые сплавы
Механические свойства сплава ВТ5-1 при комнатной и высоких температурах
вид полу- Состоя- Темпе- ратура Ей £ j 1 1 ®0,2 > д6 Ф
фабриката ние НИЯ кгс/мм'2
•с 1 кгс!мм* Уо
Пруток Отож- 20 12 800 ! “ ] 4500 0,33 75 85 8 33
диаметром до 100 мм женный 400 11 200 3900 0,43
500 10 700 — —
600 10 100 — ! 3500 0,45 31 46 7 49
700 9500 — „ 3280 0,45 17 33 25 68
800 9000 । 3000 0,50 8 20 40 92
Лист тол- То же 20 i 11 5001 — 75 85 13
щинои до 3 мм 230 i 'i ““ 9500| — — 52 60 S3
350 85001 — 48 55 !0 —
400 ! - __ !1 — — 46 54 10 —
' 500 i „ 7300] — 40 48 9 -
Механические свойства сплава ВТ5-1 при сжатии, кручении и срезе
при комнатной температуре
Вид полу- фабриката Состояние ®0,2 сж °з. сж i ^0,3 |
кгс/мм2
Пруток Отожженный 80 160 " ! 48 67 6?
Механические свойства листов и прутков из сплава ВТ5-1К
при низких и комнатной температурах
Состояние { Темпе- ] ратура | испыта- 11 НИЙ 1 °C : ®0,2 1 °в ! k - i ! ' 6s 1 ф j ^ТЛ7’ 5 !
материала 1 1 кгс!мм2 в/ в 9/о ! ( кгс-м!см2
Отожжен- —253 130—150 135—160 1,0 1 8 16 ! з —
аый —196 118-126 120—135 1,2 1 15 25 i 4 3
1 20 65-85 70—87 1,2 I 52 35 j 6 4
Лист толщиной 2 мм.
Сплавы средней прочности,
399
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости сплава ВТ5-1
Вид полу- Состоя- Темпе- ратура испыта- нии °C <7100 <7500 <71000 <72000 30,2 100 £ ®-1
фабри- ката иие кефир
Пруток Отож- 20 — 50
диамет- ром до женный 250 60 —— — -
100 мм 300 57
350 55 — — — 35
400 47 40 37 38
450 33 28 ““Ч 23 20 —
500 25 20 — 15 8 27
550 15 — - - —
Лист То же 20 — —- —. 40
ТОЛЩИ- НОЙ 3 мм i 250 — —— 59 50 —
300 -— 56 45
350 -- 54 38 35
400 39 —
450 26 —
500 — 17 5 26
* На базе ЫО7 циклов.
Секундная прочность сплава ВТ5-1
Вид полу- Состоя- Темпе- ратура испыта- ния еС в60" s100" °12Э" е180” е200” ®240” °300 "
фабриката ние кгс/мм?
Лист тол- щиной до 2 мм Отож- женный § § . 56 39 54 35 53 34 52 33 52 33
700 26 — 22 21 — 20 19
800 16 15 12 10
400
Глава П. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
Вид полу- фабриката i Состояние Режим нагрева кгс!мм2 Об j •ф
темпе- ратупа °с‘ время час
%
Пруток i Отожжен- ный Исходное со- стояние 5 80 12 ! 34
350 3000 80 11,5 33
450 3000 8! 12 , 30
Физические свойства
Плотность d=4420 кг1мя.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 1 20— 100 1 20- 200 20 - 300 20- 400 20- 500 20- । 2о- 20- 800 20- 900
600 700
«•10б Х/град | 8,5 8,9 9,1 9,3 9,5 9,6 9,7 10,1 10,5
Температура, °C 100-200 200—300 '300—400 1 400—500 500—600 1600—700 !
«10е Х/грав 9,3 9,7 '! 10,0 10,3 10,5 1 11,0
i
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C ; 25 100 200 300 j 400 500 600 700 1 800
?. вт/м-град 8,8 9,6 10,9 >2,2 13,4 14,7 >3.9 >7,2 18,4
Удельн а я теплоемкость
Температура, °C 100 200 1 ЗСО j 400 500 600 700 ] 800
с кдж/кг-град 0,503 0,545 0,566; 0,587 0,628 0,6Ю 0,712 1 0,796
Сплавы средней прочности
401
Удельное электросопротивление при 20°С
р- 10б= 138 ом • см.
Степень черноты полного нормального излучения*
ен при температуре, °C
Состояние поверхности | 100 200 30(> 400 500 600 700 800
Лист после отжига и теплой прогладки 0,315 0,335 0,35 0,46 0,64 0,66
* Испытание на воздухе при ступенчатом нагреве с выдержкой 2 час через
каждые 100°С.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка41
Вид термической обработки Темпера- тура °C Выдержка i час i Условия охлаждения
Отжиг листов 700—750 0,25-1 На воздухе
Отжиг прутков, поковок, штамповок и профилей 800—850 0,25—1 То же
Неполный отжиг 500—600 0,5—4 j >
* Инструкция ВИАМ № 685-69.
Горячая обработка давлением*
i Вид обработки j Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условие охлаждения
начала ’ окончания
Ковка слитка j 1180 I 900 30-50 На воздухе
Ковка предварительно ! деформированной заготов- ки j 1100 ! 850 40—70 То же
Штамповка на прессе ; 1020 850 40—70
Штамповка на молоте ! 1100 900 40—70 *
* Инструкция ВИАМ № 680-70
26 26С6
402
Глава И. Титановые сплавы
Штамп уемость*
Темпера- тура Вытяжка А"раб Отбортовка A’pag Выдавка I Араб j Гибка на угол 90е
20 1,2—1,5 1,2-1,5 5-8 1 3,5—5,0 s**
600—750 1,4—1,7 1,4—1,75 12-16 s 2,3-4,0 s
* Инструкция ВИАМ 642-71.
* * s—толщина листа
Свариваемость
Свари-
ваемые
мате-
риалы
!
Метод
сварки
I
! Толщина
I мм
I
Термиче-
ская об-
работка
после
сварки
Механические свойства
сварного соединения
ВТ5-1 +
+ВТ5-1
|дАрДЭС Z.3
Без j Отжиг
при- I при
садки 550°С,
0,5-
1 4 час
20
350
500
175-82
। 50
) 45
50- 60
ВТ5-1 +
+ ВТ5-1
Кон- i
тактная ;
точечная
{ 1,5+1,5 !
1 i —
Без
терми-
ческой
20
1680 | 430
! обработ-,
1 ки i
Примечание. Сплав может свариваться со всеми листовыми сваривае-
мыми титановыми сплавами. Предел прочности сварного соединения >0,9af
основного материала менее прочного сплава.
Применение
Сплав BT5-J — для сварных силовых деталей и узлов, работающих длитель-
но (10 000 час) при температурах до 450°С и кратковременно (до 5 мин) при
800°С.
Сплав
—253°С).
ВТ5-1К — для изделий, работающих при низких температурах (де
Сплавы средней прочности
403
< Рис. !. Диаграммы растяжения до предела текучести
t сплава ВТ5-1 при комнатной и высоких температу-
рах. Лист толщиной 3 мм.
___
26*
Рис. 2. Кривые выносливости сплава ВТ5-1 при
знакопеременном консольном изгибе. Лист тол-
щиной 1,5 мм.
I
Глава fl. Титановые сплавы
Сплавы средней прочности
405
Рис. 4. Кривые ползучести сплава ВТ5-1 при 250°С.
Лист толщиной 3 мм,
406
Глава II. Титановые сплавы
1
!
i
!
Рнс, 5. Кривые ползучести сплава ВТ5-1 при
300°С. Лист толщиной 3 мм.
Рнс. 6. Кривые ползучести сплава ВТ5-1 при
350°С за 1000 час. Лист толщиной 3 мм.
Сплавы средней прочности
407
Рис. 7. Статический и динамический модули упругости сплава
ВТ5-1. Пруток.
Рис, 8. Статический и динамический модули касатель
ной упругости сплава ВТ5-1. Пруток.
408
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 9. Кривые напряжение — деформация пои
430 (а) и 540°С (б). Отожженный лист толщиной
1,6 мм.
Сплавы средней прочности
Рис. 10. Кривые деформации при ползучести сплава
Ti-5Al-2,5Sn при 430 и 530 (о) и при 600°С (б).
Остаточная деформация -------------0,05; —•—0,1; -----0,5;
------1,0%.
Отожженный лист толщиной 1,6 мм, продольное направление.
410
Глава II. Титановые сплавы
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ ВТ6С
Химический состав в % по ОСТ] 90013—71
Ti А1 V с ! ! 1 Fe 1 Si 1 ! ! Zr j 1 O2 n2 ! Hl Сумма прочих примесей
не более
Основа 5,0—6,5 3,5-4,5 o,os| 0,л1 0,15 1 0,3oj 0,15 0,05 | 0,015 0,30
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- ТУ, ОСТ Состоя- ние КОНТ- (Тз б. * — Угол изгиба град НВ (f4.Tn ММ
фабриката рольн ых образцов кгс/мм2 % £ '4
не менее
Лист тол- щиной (в мм): 1,0— 4,0 АМТУ 475-9-67 ОСТ1 990-12—71 Отож- женнме с после- дующей проглад- кой 85—100 12 i j 25 30
4,5— 6.0 6,5— 8.0 (сорта- мент) Отож- женные 85—100 85—100 Г2 10 ? 2.5 ! 22 - 5 40 40—50 -
8,5—10,0 85—100 10 ! 20 50
2,0—10,0 Зака- ленные и соста- ренные * >105 8 i - —_
Плита толщиной (в мм): ОСТ1 90024—71 Отож- женные
12—20 85-100 7 i .16* к, . 30
21—60 85—100 7 i' 16* 5 — —
12—30 Зака- ленные и соста- ренные * >105 о j 12 1 — —
Сплавы средней прочности
411
Продолжение
Вид полу- фабриката ТУ, ост Состоя- ние конт- рольных образцов Ов кгс/мм2 дв 5 1 % Ф Угол изгиба град НВ ^отп мм
не у енее
Пруток АМТУ Отож- 85—100 10 j 30 4 3,4—3,9
катаный диаметром 10—60 мм 451-67 женные Зака- >105 6 < 25 3 3,2—3,4
Пруток катаный крупногаба- ритный диа- метром (в мм): 65—ЮС* ** 101—130*** ТУ1- -92-6-72 ленные и соста- ренные * Отож- женные 85-100 77—100 i . I Ю ; 6 I 25 20 4 4 3,4—3,9 3,4—3,9
65—100** Зака- >105 6 j 20 3 3,2—3,4
Пруток кованый диаметром или со сто- роной квад- рата (вмж): 65—100** АМТУ 534-67 ленные и соста- ренные * Отож- женные 85—100 10 25 4 3,4—3,9
101—250*** 65—100 Зака- 77—100 105—120 6 i 6 ! 20 20 4 3 ' 3,4—3,9 3,2—3,4
Штампов- ка и поков- ка толщи- ной (в мм}. до 100** ОСТ1 40000—70 лениые и соста- ренные * Отож- женные 85—Ю0 । 1 10 1 30 4 3.4—3.9
101—250*** ; 77-100 6 ! 20 4 : — 3,4—3,9
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении,
*** В поперечном направлении.
412
Глава И. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабриката «J и X Е Зпц °0.2 Ss st
Состояние i Темпера ; испытан °C KSCjMM^ И ж § S
Лист Отожжен- 20 11500 — 80 85 8
ный 200 —. 10000 58 60 12 — —
350 — 8500 — 50 54 15 — —
500 — — — 40 47 15 —
Пруток То же 20 12500 12000 70 82 90 13 40 5
диаметром 200 12100 11000 58 67 75 12,5 50 «а--.
до 100 мм 300 11700 — 50 60 68 12 60
350 — 10000 — — —
400 11100 — 42 54 63 12 65 —
500 10700 8560 34 50 60 14 70 —
600 ююо — — 48 20 70
700 9500 — — — — — —
800 9200 — — — — — —
Лист Закален- 20 — 11500 100 но 8 .— —
иый it со- старенный 200 350 — — 9(Ю0 7100 __ 60 53 75 69 7 6 i i 1 i
Механические свойства при комнатной и низких температурах
Вид полу- фабриката ! | i Темпе- 1 ратура 1 Состояние < испыта- j § имя | ! "с i ®0,2 огв б» ф* «п кгс-м/см?
кгс!ммг %
Пруток Отожжен- \ 20 81 НЫЙ ; —196 j 127 । —253 | 156 86 131 158 10-15 7-10 3-6 30—50 20—40 10-20 6 4 2,5
* В зависимости от типа структуры.
Сплавы средней прочности
413
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Темпе- ратура <Т100 ^1000 °0,2/100 0-1
фабриката Состояние испыта- ния °C иа базе 107 циклов
кгс/мм^
Лист Отожжен- ный 20 200 58 58 40
350 50 50 32 29 —
Закален- ный и со- старенный 350 63 — 45
Пруток Отожжен- ный 20 200 70 70 53
350 62 62 38 43 30
Секундная прочность
Вид полу- ' Соетоянне фабриката । Тем пе- ратура испыта- ния SC ®10'-' j 360" 1 а12э.< в1Ю" 9 300"
кгс/мм^
Пруток Отожжен- ный 500 600 1 1 ! 59 45 58,5 58 42 57 40
700 28 25 23
800 13 И 9
Закален- ный и со- 500 j 60 59 57,5 56,5 56
старенный 600 ! 45 40 37 36 34
700 ) 29 23,5 20 18 15,5
800 | 16 10,5 9 8 7
414
Глава IL Титановые сплавы
Физические свойства
Плотность d=4450 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 1 ио 20- 200 300 20—400 20—500 20—600 20—700
a- 10s Цград 8,4 8,7 9,0 9,3 9,6 9,9 10,1
Температура, °C 100- 200 200— 300 30;>— 400 400—500 500—600 600—700 700—800
а- 10е Цград 9,0 9,6 10,2 10,8 11,4 11,3
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 300 400 500 609 ' 700 800 9(,0
X вт/м-град 8,4 9,2 10,5 11,7 13,0 14,7 15,9 | 17,2 18,9 20,1
Удельна теплоемкость
Температура, “С 1 I0U 200 300 j 1 400 51'0 600 ! 700 800 900
с к.дж!кг град 0,54-5 0,587 0,62sj С. 670 0,712 0,755| 0,796 0,880 0,922
Удельное электросопротивление при 20°С
р. Ю6= 142 ом см.
Степень черноты полного нормального излучения*
Состояние поверхности ен при температуре, °C
Юл 200 300 400 500 600 7С0 800 900
После песко- струйной обра- ботки и травления 0,22 0,22 0,22 0,23 0,255 0,3 0,45 0,53 0,59
* Испытание на воздухе при ступенчатом нагреве с выдержкой 2 час через
каждые 100°С.
Сплавы средней прочности
415
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Реко ме н д у е м а я термическая обработка’
Вид термической i обработки ' Темпера- I тута Выдержка час Условия охлаждения
1 Неполный отжиг • 1 600-650 0,5-4 На воздухе
Отжиг ' 750-800 i 15—60 мин То же
Изотермический отжиг; 850 ' 0,5 В печи до 750°С
+ [
i 750 | 0,5 На воздухе
! 800 < 0,5 В печп до 500°С, да- лее на воздухе
Закалка j 880—930 ! 5—60 мин В воде, в масле
Старение ; I 450—500 § 2-4 На воздухе
Индукционный отжиг 1 8С0 • 7—12 мин В защитной атмо-
сварных соединений : i 1 1 сфере, на воздухе
* Инструкция ВИЛМ № 685-69.
Горячая обработка давлением*
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитков 1100 850 30—70 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки толщиной (в мм)-.
до 100 более 100 1000 1020 800 800 40—70 40—70 То же »
Штамповка на прессе 4940 >750 40—70
Штамповка на молоте 4960 >800 40—70
Инструкция ВИАМ № 680-70.
436
Глава It. Титановые сплавы
Штампуемость
Температура °C Вытяжка -^раб Отбортовка ^раб Выдавка ^раб Гибка на угол 90° min
20 1,2-1,5 1,3—1,5 5-7 3,5—5,05**
650—800 L4-IJ 1,45—1,75 10—14 2,3-4,0 s
* Инструкция ВИАМ № 642-71,
* s — толщина листа,
Свариваемость
I Свари- < Толщина мм Приса- дочный мате- риал Терми- ческая обработ- ка после сварки Температура испытания °C Механические свойства сварных соединений
ваемыи мате- риал сварки Ов кгс/мм2 С4 3 X ч s^o О С-. СЗ с- ео СХ >. S по д
ВТ6С + ААрДЭС 3,0 Без Отжиг 20 85—92 42 26
+ ВТ6С непла- присадки при 200 60—65
(лист) вящим» ся элек- 750°С 350 54—58
тродом 500 47—50
3,0 ВТ1-00 То же 20 85—90 — 45
3,0 Без Закал- 20 100—105 30
присадки ка с 850°С+ +старе- ние при 500°С, 2 час
ААрДЭС 5,0 1-й Отжиг 20 90 4 42
«погру- слой без при
женной прпсад- 750°С
дугой» ки. 2-й— ВТ 1-00
7,0 То же То же 20 90 5 40 —
ВТ6С + ААрДЭС 8—12 ВТ6С » 20 85 5
+ ВТ6С непла-
(поков- вящим-
ка) ся элек тродом
Примечания. 1. Рекомендуемый присадочный материал — проволока из
сплавов ВТ1-0, ВТ2, ВТ6С, 2В, СПТ2 (ВТ6С и СПТ2 — для термически упроч-
няемых изделий).
2, Сплав сваривается со всеми титановыми свариваемыми сплавами.
Сплавы, средней прочности
417
Применение
Силовые детали и сварные узлы, длительно работающие (до 10 000 час) при
температурах до 400~450°С, а также газовые баллоны высокого давления.
Рис. 1. Динамический модуль упругости сплава ВТ6С при высо-
ких температурах. Пруток.
Рис. 2. Зависимость предела прочности сплава ВТ6С от тем-
пературы испытания (в % от ов при комнатной температуре).
27 2606
418
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 3. Кривые выносливости сплава ВТ6С при изгибе
с вращением:
при комнатной температуре — консольный изгиб: / — образец
гладкий, 2 — образец с надрезом; при 350°С — чистый изгиб:
3 — образец гладкий» 4 — образец с надрезом.
Пруток, = 100 кгс/мм2.
Сплавы, средней прочности
419
27*
Рис. 4. Диаграммы деформации сплава ВТ6С
при низких температурах.
420
Глава II. Титановые сплавы
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ ВТ6
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Т1 А1 V С Fe Si о2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 5,5-7,0 4,2—6,0 0,10 0,30 0,15 | 0,20 0,05 0,015 0,30
Примечание. Допускается содержание Z.2,0% Zr.
Механические свойства по ТУ н ОСТ
Вид полу- фабриката Состоя- тура ия, °C (УВ б6 О| 1 х го « а 5; НВ
ТУ, ост ние конт- рольных образцов го я сх го О Е- § s кгс]ммг % Ь а (^отп) ММ
Н s ш меиее
Лист толщиной 1,0—10,0 мм АМТУ 475-8-67 ОСТ1 90042—71 (сорта- мент) Отож- женные 20 90 -ПО 8 — —
Пруток катаный диаметром (в мм): 10—24 25—60 10—60 АМТУ 451-67 То же Зака- ленные и соста- ренные * 20 20 95-112 92—107 >110 10 10 6 30 30 20 4 4 2,5 — 3,3—3,8 3,3—3,8 3,1—3,4
Отож- женные* 400 >65 — — __ 60 —
Сплавы средней прочности
421
Продолжение
Вид полу- фабриката Состоя- iTypa [ия, °C Ив 86 сч g д Й сч НВ
ТУ, ОСТ ние конт- рольных образцов емпера спытан кгс]мм? % о С to « (^отп) ММ
не меиее
Пруток катаный крупногаба- ритный диа- метром (в мм): ТУ1- -92-6-72 Отож- женные
65—100** 20 92—107 10 30 3 —- 3,3—3,8
101—130*** 85—107 6 20 3 — 3,3—3,8
65—100** Зака- ленные и соста- ренные * 20 >110 6 20 2,5 — 3,1—3,4
Пруток кованый диаметром или со сто- роной квад- рата (в мм): АМТУ 534-67 Отож- женные
65—100** 20 92—107 10 30 3 3,3—3,8
101—250*** 85—107 6 20 3 — 3,3—3,8
65—100** Зака- ленные и соста- ренные * 20 110—125 6 20 2,5 — 3,1—3,4
Штампов- ка и поков- ка толщи- ной (в мм): ОСТ1 90000—70 Отож- женные
до 100** 20 92—110 10 30 3 — 3,3—3,8
101—250*** 85—107 6 20 3 — 3,3—3,8
422
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу-
фабриката
ТУ, ост Состоя- ние конт- рольных образцов Температура испытания, °C Ов кгс!мм2 65 Ф ги’з/;1--огм и/> О 'О — f-J О У
%
не менее
НВ
Horn)
мм
Кольцо
сварное с
шириной
полки (в
мм):
до 80
более 80
сварной
шов
АМТУ
529-11-68
То же
I 1
i
! i
I
3 - 3,3—3,8
2,5 — 3,3—3,8
2 - —
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении.
** В поперечном направлении.
Механические свойства при комнатной и
высоких температурах
Вид ’ полу- ! Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C Е °пн 1 °0,2 Пл 86 Ф цн
фабри- ката кгс/мм2 /о кгс-м/см2
i 1руток, поковка, Отожжен- ные 20 12 500 78 90 100 10 30 3—5
штам- повка 250 — 52 60 75 10 36 —
350 10 200 35 45 65 11 39 —
450 9700 30 42 55 9 38 —
Закален- 20 12 500 85 105 115 8 30 2,5
ные и со- старенные 300 1 75 87 8 40 —
350 10 200 54 72 86 8 45 —
400 10 100 48 60 82 9 50 —'
Сплавы средней прочности
423
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состояние Темпе- ратура испыта- О100 о 1000 а0,2/100 0-1 на базе 107 цик-
фабриката НИЯ ЛОВ
°C кгс/мм*
Пруток, по- Отожжен- 20 — — — 53
ковка, штам- повка ные 200 73 — — —
300 64 — — —
350 62 — — 43
400 60 51 36 —
450 42 35 14 39
500 27 13 5,5 —
Закаленные 350 83 — — —
и состаренные 400 80 — 40 —
Физические свойства
Плотность d = 4430 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20—100 20—200 20—300 20—400
а-106 Х/град 8,4 8,9 9,1 9,4
Температура, °C 100—200 200—300 300—400
а-106 Х/град 9,3 9,8 10,1
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C | 100 200 300 400 500 600 700
X вт/м-град 9,2 10,9 11,3 12,6 13,8 15,5 J 16,8
Удельная тепло емкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600
с кдж/кг-град 0,545 0,587 0 670 | 0,712 0,796 0,880
424
Глава II. Титановые сплавы
Удельное электросопротивление при 20°С
р • 106= 160 ом-см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Неполный отжиг 600—650 0,5-4 На воздухе
Отжиг 750—800 15—60 мин То же
Изотермический от- 850 0,5 В печи до 750°С
ЖИГ
750 0,5 На воздухе
800 0,5 В печи до 500°С, да- лее на воздухе
Закалка 900—950 5—60 мин В воде, в масле
Старение 450—550 2—4 На воздухе
* Инструкция ВИАМ № 685 69.
Горячая обработка давлением*
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитков 1100 850 30—70 На воздухе
Ковка предварительно
деформированной заготов-
ки толщиной (в мм):
до 100 1000 800 40-70 То же
более 100 1080 800 40-70 »
Штамповка на прессе ^950 750 40—70 »
Штамповка на молоте ^970 800 40—70
Инструкция ВИАМ К° 680-70.
Сплавы средней прочности
425
Свариваемость
Свариваемый материал 1 Метод j сварки ' 1 i Присадоч- ный мате- риал Термическая обра- ботка после сварки &в сварного соединения кгс!мм2
ВТ6+ВТ6 ААрДЭС неплавя- щимся электродом Без при- садки Отжиг при 750—800°С 95—100
! i i То же Закалка с 9О0°С+старение при 500°С, 2 час 105
Примечания. 1. Сплав сваривается всеми видами сварки, пригодными
для титановых сплавов, и со всеми листовыми титановыми сплавами.
2. Рекомендуемый присадочный материал — проволока из сплавов ВТ1-00,
ВТ6С, ВТ2, СПТ2.
3. Длительная прочность сварного соединения при всех рабочих темпера-
турах составляет 0,9 aj основного материала при соответствующей температуре.
Применение
Силовые сварные детали, длительно работающие и отожженном состоянии
при температурах до 450°С (10 000 час) и в термически упрочненном—до 400°С
(3000 час).
426
Глава 1L Титановые сплавы
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела текучести
сплава ВТ6 при комнатной и высоких температурах.
Пруток, <у2ви° =100 кгс/л<л<2.
Сплавы средней прочности
427
Рис. 2. Длительная прочность за
1000 час сплава ВТ6 при высоких
температурах. Пруток,
а20“!=100 пгс!ммг.
428
Глава II. Титановые сплавы
СПЛАВ СРЕДНЕЙ ПРОЧНОСТИ
ВТ20
Химический состав в % по ОСТ| 90013—71
Ti А1 Zr Мо V С Fe Si ( О2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 5,5—7,5(1,0—2,5 0,5-2,0 0,8- 1,8 0,10 О,3о((), l.j|o, 15 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- ТУ, ОСТ Состоя- ние КОНТ- тура ия. °C оа ф С'4 изгиба НВ * ^отп) JAM
фабриката рольных образцов ?мпера гпытая кгс/мм? % н,_ 00 Угол град
не менее
Лист тол- АМТУ Отож-
шиной (в мм): 475-12-67 женные с после-
дующей
1,0— 4,0 ОСТ1 проглад- 20 100—120 8 — — 30 —
4,5-10,0 30042—71 (сорта- кой 100—120 6* — — — 30 —
1,0— 1,8 мент) Отож- 20 95—115 12 — — — 30 —
2,0— 4,0 женные 95-115 10 — "" 30
4,5—10,0 95-115 8 — —- — 30 —
500 >65“ — — — 45* — —
Плита В ТУ Горя- 20 95-115 6 15 5 3.3—
толщиной 518-1-68 чеката- 3,8
12—60 мм ные
Профиль СТУ Отож- 20 >95 10 25 4 — — —
прессован- ный 136-3-68 женные
Пруток АМТУ То же 20 95—110 10 25 4 — —: 3,3-
катаный 451-67 3,8
диаметром 25—60 мм
Сплавы средней прочности
429
Продолжение
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние конт- рольных образцов Температура испытания, °C Ов кгс/мм? ф СТ 4 О»оо кгс/мм2 Угол изгиба град НВ (^ОТп) ММ
%
не менее
Пруток катаный крупногаба- ритный диа- метром (в мм): ТУ1- -92-6-72 Отож- женные
65—100** 20 95—115 10 25 4 — — 3.3— 3,8
101—130 »* Пруток кованый диаметром (в мм): СТУ 467-1-68 То же 90—115 8 20 3 3.3- 3,8
до 100** 20 95-110 10 25 5 — 3,3— 3,8
101—150*** 93-110 8 20 5 — --
более 150*** Штампов- ка и поков- ка (в мм): ОСТ1 90000—70 » 90-410 7 20 4 3.3- 3,8
до 100** 20 95—115 10 25 4 — —• 3,3— 3,8
101-250*** 500 90—115 .>65 8 20 3 45 *— 3,3— 3,8
Кольцо цельнорас- катное ОСТ1 90043—72 » 20 >95 8 20 3 — 3.3— 3,8
Свойства факультативны.
В продольном направлении.
В поперечном направлении.
О'»
430
Глава II. Титановые сплавы
Механические свойства при низких, комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабриката Состоя- ература гания, °C Е £д ^ПЦ °0,2 <Тв или 6[0 04 g
ние Е з
Ь** к кгс/мм2 /о
Лист тол- щиной 1—• Отож- женный 253 — — 145— 160 <2 -- —
5 мм —196 — — — 145 140— 150 5—8 — —
20 12000 — 75-95 85— 105 95— 115 10—12 — —
350 9500 —- 40 60 70 — —
500 8200 — 30 50 65 — — —
550 7500 — 20 43 60 — — —
600 — ““ — 35 45 — —
Пруток То же -196 — — — 135 МО 6 20-30 2,5
диаметром до 50 мм и плита тол- щиной 20 350 12500 10000 13400 75-90 40 85- 100 60-65 95- ИО 70-82 10—15 10 25-45 40-50 5-7
45 мм 500 9500 10950 35 50-60 65—75 10-15 40-55 —•
550 — — 30 45—53 60—68 50-60 --
600 — 10450 ----- — — — --
800 — 9100 — — - -
Механические свойства при сжатии и кручении
Вид полу- фабриката Состоя- ература , гания G ^СЖ ^0,2 еж сж тпц т0,3 ~шах
ние Темп ИСПЫ °C кгс/мм2
Лист тол- щиной 1— Отож- женный 20 11000— 12 000 85—105 100—120
3 мм 200 — 10 500— 11 500 65-85 75—95 — —
11руток То же 20 4500 12 300 88 145 46 56 79
Сплавы средней прочности
431
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состоя- Темпе- ратура испыта- ния °C ! 0100 | 0500 । 1 <Т1000 1 02000 05000
фабри- ката иие кгс/мм2
Лист и Отож- 200 80 1 ™ 1 —
пруток женные 350 68—71 j 68—71 68—71 68-71 68—71
450 60—63 53—56 49-53 46—50 43—47
। 500 45—48 32—34 27—30 23—25 20
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние Темпе- ратура испыта- ния °0,2/1«' 30,2/500 °0,2/1000 °0,2/2000 0—1 на базе 107 цик- лов
°C кгс!ммг
Лист и Отож- 20 42
пруток женные 350 55—60 53-57 50—54 48—50 —
450 29—33 26—30 22—25 19—21 —
500 15-17 9—10 6—7 — 36
Секундная прочность и ползучесть
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние Темпе- ратура испыта- ния °10" г30" °60'' г120" ®200" ®300"
°C KSCjMMs
Лист Отож- 700 46 41 38,5 35,5 34 33,5
ТОЛЩИ- НОЙ женный 800 24 21,5 18,5 15,5 13,5 13
1,5 мм 900 И 8,5 6,5 4,5 4 3,5
1000 2,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1
Пруток диамет- ром То же 700 800 52 34 50,5 30 48,5 26 46,5 22 45 19,5 43,5 19
12 мм 900 19 16 13,5 11 9,5 9
1000 6,5 5 4 3,5 3 2,5
432
Глава II. Титановые сплавы
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния Ь 4- § ю о5” 8 § из I и? ( о5' кгс/мм? I nOCS.'S‘O5 1 i 1 aO,5,'3OO"
Лист тол- щиной 1,5 мм Отожженный 700 800 34,5 8 27 5,5 ) 22 i 17,5 1 4,5 i 3 15 2,5 13 2
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева кгс/мм11 ф кгс-м/см2 Угол изгиба град
темпе- ратура время час
£
Отожженный Исходное со- 98 49
лист ТОЛЩИНОЙ стояние
2 мм 300 1000 98 8 47
2000 100 8 42
3000 101 8 - — 50
5000 103 8 50
400 1000 102 8 - 47
2000 107 9 — — 40
3000 108 8 — — 47
5000 111 8 — — 46
500 1000 111 8 — —. 37
2000 113 8 — 37
3000 114 7 20
5000 117 6 — 20
Отожженный Исходное со- 95 11 37 5 —
пруток стояние
300 100 96 14 39 5
500 95 14 39 5
1000 95 14 39 5 —
3000 95 14 38 —.
5000 97 13 29 —
400 100 96 13 37 5
500 95 15 39 5 .
1000 96 15 42 5
3000 97 14 38 —
5000 98 14 35
500 100 98 15 38 5
500 97 14 38 4,7 —
1000 99 14 38 4,9
3000 99 14 38 —
5000 100 12 28 — —
Сплавы средней прочности
433
Физические свойства
Плотность d=4450 кг/мР.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура. °C ! 20200 20—300 20- i 400 20— 500 20- 600 20- 700 20- 800
а-106 1/град i 8,9 9,0 9,2 | 9,3 9,5 9,7 9,7
Температура, °C | 100—200 200—300 300— 400 400— 500 500- 600 1 600- | 700 700— 800
'/•НУ1 \/град 1 9,0 ’ 9.2 I 9./ j 10,0 10,4 10,9 9,9
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 | 200 300 400 500 | 600 700 800 900
X вт/м-град 8,8 S 10.2 У д е л ь н 10,9 а я те 12,2 п л о е 13,8 j 15,1 М К О С т ь 16,8 18,0 19,7
Температура, °C 100 j 200 зсо 400 500 600 7С0 800 900
г кдж]кг-град J 0,545| 0,587 Уде яь и о е э л е к т । р -106= юз ом-см. 0,62sj О,67о} 0,712) 0,755 } о с о против лен не пр 0,838 и 20° 0,880 С 0,922
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условнях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая терм ическая обр а б о т к а *
Вид термической Температура обработки j °C ! ; Выдержка ; час Условия ! охлаждения
! Отжиг листов 1 700—800 *’ 1 ! Нз воздухе
Отжиг прутков 700—850 Неполный отжиг ; 600—650 1 . 1 То же
листов и прутков
* Инструкция ВИАМ № 685-69. "* Допускается 650—750°С.
28 2606
434
Глава II. Титановые сплавы
Горячая обработка давлением*
Температура
! деформации °C деформации Условия
Вид обработки за один
1 нагрев охлаждения
начала j окончания %
Ковка слитков ! i 1180 | 900 20—30 На воздухе
Ковка предварительно i деформированной заготов- 1 1080 ! 900 >40 То же
ки
Штамповка на прессе ♦* i 970—1000 ) 900 * 40—50 »
Штамповка на молоте j 990—1020 j 850-000 1 40—50 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
** При изготовлении крупногабаритных штамповок температура окончания
деформации составляет 850°С, степень дефорглации за один нагрев 50—70%.
Штампуем ость*
Темпера- гура штам- повки ; °C Вытяжка ^раб Отбортовка Л"рзб ! Выдавка । ( 1 Гибка на угол 90° Г min
1 20 ' 1,2^1,35 j 4,0—7,0 s **
700—900 13—1,6 1,5-1,7 6-10 i 2,0—3,5 s
* Инструкция ВИАМ № 642-71.
* s — толщина листа
Сплавы средней прочности
435
Свариваемость
I ! । I
' Механические
. свойства сварного
Свари- Метод сварки Приса- Терми- соединения
ваемые мате- риалы ГО S S дочный мате- риал обработ- ка после сварки >» к н S го к О. 03 <и н еч -1 § изгиба еч =5 и и и + 0100 а-
g Е 2 а ?
о as н S Е м © £ | ав кгс кгс/мм2
ВТ20+ ААрДЭС До Без Отжиг 20 95 40 __ 30
+ ВТ20 неплавя- 3,9 присад- при 350 74 69
(лист) щимся ки 650°С—
электродом 1 час 500 70 46 46
550 60 — 26 —
4,0- ВТ20-1 То же 20 95 «=» 4 —
8,0 350 73 — — — —
500 70 — — — —
ВТ20+ ААрДЭС 15,0- ВТ20-2 » 20 92 6 28
+ ВТ20 (поков- плавящим- ся элек- 20,0 300 60 - —-
ка) тродом
ВТ20 + ААрДЭС 3,0 Без Отжиг 20 92 44 3,5 — —
1-ВТ6С неплавя- присад- при 350 61
(лист) щимся ки 800°С— 500 52
электродом 1 час —
ВТ20+ То же 3,0 То же То же 20 88 50 4 — —
+ ВТ14 (лист) 350 60 — --
500 52 — — — —
Сваривав Метод Толщина Термическая обработка Темпе* ратура ( Механические свойства свар- i кого соединения
мые мате- риалы сварки мм после сварки испыта- ния °C ^Ср ; 5 ’ i
; — ’ 1 кгс
ВТ20 + ВТ20 ‘ i Контактная ; 1.0+1,0 точечная ; ! 5+15 2,0+2,0 Без тер- мической обработки 20 ! ; 1000 1500 450 । 2300 : 600
2Д
436
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Сваривае- мые ма- териалы Метод сварки Толщина мм Термиче- ская обра- ботка после сварки Темпе- ратура испыта- ния °C Механические свойства сварных соединений
РСр ^отр
кгс
ВТ20+ОТ4 Контактная точечная 1,5+1,5 Без тер- мической обработки 1600 500
ВТ20 + + ВТ5-1 1,5+1,5 То же 20 1000 450
Примечания. 1. Сплав может свариваться со всеми листовыми титано-
выми сплавами, ов сварного соединения «0,9—0,95 ов основного материала.
2, о-i определяли на листах при симметричном изгибе, на поковках при
изгибе с кручением. База испытания 2-Ю7 циклов.
Применение
Сварные детали и узлы, длительно работающие при 450 ( 6000 час) и 500°С
(3000 час), а также детали, работающие кратковременно (до 5 мин) при тем-
пературах до 800°С.
Сплавы средней прочности
437
Рис. 1. Длительная прочность и сопротивление пол-
зучести за 100 час при высоких температурах спла-
ва ВТ20.
438
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 2. Влияние температуры отжига на свойства сплава
ВТ20. Лист толщиной 2 мм.
Рис. 3. Зависимость механических свойств сплава
ВТ20 от температуры испытания (ав в % от ав при
комнатной температуре).
Сплавы средней прочности
439
б кгс/мм2
Рис. 4. Секундная прочность сплава ВТ20:
лист толщиной 1,5 мм; б — пруток диаметром 12 мм.
6нгс1мм1
Рис. 5. Кривые сжатия н касательного модуля сплава ВТ20. Данные завода «Опыт»:
а —при комнатной температуре: / — лист толщиной 1 *л, £сж -11500 кгс/мм2, апц сж -55.4 кгс/мм2, а012 сж =80,7 кгс/мм2,
2 —лист толщиной 2 мм, £сж= 12000 кгс/мм2, °пц. сж= 85,2 кгс/мм2, сж =1'°8.1 кгс/мм'2, 3 —лист толщиной 3 мм,
£сж =12170 кгс/мм!.апц сж =100,4 кгс/мм2, а0 2 сж =113,8 кгс/мм2.
б — при 200°С: I — лист толщиной 1 мм, Есж =9770 кгс/мм2, сп п сж =49,4 кгс/мм2, °0,2 сж =66,35 кгс/мм2, 2 — лист
толщиной 2 мм, Е сх —10800 кгс/ммг. апц_ сж =65,9 сж=82,1 кгс/ммг, 3 — лист толщиной 3 мм, Е сж—
= 11300 кгс/мм2, °Пц. сж =79,45 кгс/мм2, 09 5 сж =88,58 кгс!мм2.
Глава II. Титановые сплавы
Сплавы средней прочности
441
Рис. 6. Изменение касательного модуля сплава ВТ20.
Пист толщиной 2 мм, отожженный при 650°С — 1 час в
вакууме.
I — при комнатной температуре, 2 — при 200°С.
Данные завода «Опыт».
442
Глава 11. Титановые сплавы
в . А_._в__
Рис, 7. Кривые критические напряжений гнутых профилей и обшивки из
сплава ВТ20 при комнатной температуре (а) и при 200°С (б). Отжиг при
650°С — 1 час в вакууме.
1 -—ЛИСТ ТОЛЩИНОЙ J мм, 2 — ЛИСТ ТОЛЩИНОЙ 2 ММ, 3 -- ЛИСТ толщиной 3 мм.
ампу и °опу “ ’ местная и общая потери устойчивости.
Данные завода «Опыт»,
Высокопрочные сплавы
443
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТ14
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Ti А1 Мо V С Fe Si Zr 02 N2 Н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 3,5-6,3 2,5-3,8 0,9-1,9 0,10 0,30 0,15 0,30 0,15 0,05 0,015 0,30
Примечание. В листах толщиной до 10 мм содержание алюминия —
3,5—4,5%, в остальных полуфабрикатах — 4,5—6,3%.
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- Состоя- <Тв 65 ф сч 1 НВ
ТУ, ост ние конт- 'ж
фабриката риЛЪНЫА образцов кгс/мм2 °/ я <3 « Угол изгиба град мм
не менее
Лист толщи- АМТУ Отож-
ной (в м.м)\ 475-11-67 женные
0,6— 5,0 ОСТ1 90—107 8 — — 60-30 —
5,5—10,0 90042—71 (сорта- 85—107 8 __ — >30 —
0,6— 1,5 мент) Зака- >110 5 — — —
' 1,8— 5,0 ленные и соста- >120 6 — — — —
5,5— 7,0 ренные >110 4 — — — —
8,0—10,0 >112 4 — — — —
Плита тол- ОСТ1 Отож- 85—105 7 25* — —
щиной 12— 90024—71 женные
60 мм Зака- ленные и соста- ренные >110 4 10* — -
Пруток ката- АМТУ Отож-
ный диаметром (в мм): 451-67 ) женные 1
10—24 1 95-112 10 35 0 3,3—3,8
25—60 90—105 10 35 5 — 3,3—3.8
10—60 i То же ! Зака- ’ лепные | и соста- 1 ренные > I 12 6 12 2,5 3,1—3,4
444
Глава 11. Титановые сплавы
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние конт- рольных образцов
Пруток ката- ный крупнога- баритный диа- метром (в мм): 65—100** 101 — 130*** ТУ1- -9'2-6-72 Отож- женные Зака- ленные и соста- ренные Отож- женные
Пруток кова- ный диаметром или со сторо- ной квадрата (в мм): 65—100** 101 — 150*** 151-250 *** АМТУ 534-67 Отожг женные Зака- ленные и соста- ренные Отож- женные
Штамповка и поковка тол- щиной (в мм): до 100** 101—150*** 151—250*** ОСТ1 90000—70 Отож- женные
Штамповка и поковка ве- сом до 50 кг I группы 11 группы 111 группы АМТУ 561-70 Зака- ленные и соста- ренные
Продолжение
<Тв 65 НВ
кге/мм2 % 5 s р Й р (^отп) ММ
не менее Л S
90—110 9 30 5 . 3,3—3,8
>110 4 8 2 — 3,1-3,4
88—110 8 23 4,5 -— 3,3—3,8
90—110 9 30 5 3,3—3,8
>110 4 8 2 — 3,1-3,4
88—110 8 23 4,5 — 3,3—3,8
85—107 6 20 3 — 3,3—3,8
90—110 88—110 85—110 10 7 7 35 20 20 5 4,5 4 — 3,3—3,8 3,3—3,8 3,3—3,8
>112 >112 >112 6 5 4 14 12 8 2,5 2,3 2 1 1 1 3,0-3,4 3,0-3,4 3,0—3,4
* Свойства факультативны.
* В продольном направлении.
* В поперечном направлении.
Высокопрочные сплавы
445
Механические свойства при различных температурах
Вид полу- фабри- Состоя- <33 сх >> к J- S оз а сх СЗ <у ь Е апц 30,2 Св бы ф еч
ние к
ката S к
« о и Н Ко кгс!мм2 /о я <3 *
Лист Отож- 20 — — 85- 90-115 6-14 — 6—12
ТОЛЩИ- женный 100
ной 1,2 мм Зака- ленный 20 — — 65-76 95—100 12-16 — 5-8
Зака- -196 — — — 165 — — 1,8—
ленный 2,5
и соста- —70 120- 130—150 1,5— 2,0—
ренный 135 3,5 2,5
20 11000 95- 108- 115—140 6—10 2,5—
100 130 3,5
350 8900 53—60 70—80 85—100 3,5—6 — —
400 8700 45—55 68—75 80—95 4-6 — —
450 8500 40—50 60-70 75-90 4—6 — —
500 6700 30—40 50—60 70—75 6—10 —
Пруток Отож- 20 12000 67-85 89- 90-105 7—9 40-70 —
кованый женный 100
диамет- 300 10500 47—60 61—75 70—85 7—9 50—80 —
ром 20 мм 400 9800 40-55 53—70 66—80 6—8 50—80 —
Зака- 20 12000 74-90 100— 120—140 4—6 30—50 —
ленный 120
и соста- ренный 300 10500 49-60 70-95 96—110 5-8 50-65 50-65 —
400 9800 44—55 66—80 92—108 4—7 —
Про- ушина Отож- 20 — — — 84 — — —
женная
в вакуу- ме прн 75О°С, 2 час
Зака- 20 — — — 95,5 — — —
ленная с 950°С (1 час) и соста- ренная
446
Глава II. Титановые сплавы
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состояние еа сх >> к J- S ОЗ s СХ (U н о 100 02000 $5000 °0,2/100 °0,2/200 3 0,2/500 а-i на базе 2-Ю7 циклов
Е 3 3 G & Н S о KecjMM2
Лист тол- щиной Отожжен- ный 20 — — — — — 39
1,2 мм Закален- 20 —- — — — — — 44
ный и со- старенный 350 400 450 68 54 — — 53 35 12 — — 38
Пруток кованый Отожжен- ный .300 65 65 64 — — — —
диаметром 20 мм Закален- ный и со- старенный 300 — 83 — — — - - —
Пруток Отожжен- 20 — — — — — — 41
катаный диаметром 20 мм НЫЙ 300 — — — 56 50 49 —
Закален- 20 — — — — — — 48
ный и со- старенный 300 — — — 60 — —
Секундная прочность и ползучесть
Вид полу- фабриката Состояние ОЗ сх >> к J- S ОЗ д СХ ОЗ (U ь о60" с120" ®180" 3ЗОО" 30,5/10" 30,5/60"
5 2 5 е ст Н KecfMM2
Лист тол- щиной 2 мм Закален- ный и со- старенный 500 600 700 800 71 44 16 9 68 37 13 7 66 32 11 5 64 30 10 4 55 30 9 50 23 6
Высокопрочные сплавы
447
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- а0,5/120" О tT 3 о 6"* оо еГ* d"
°C кгс/мм2
Лист тол- Закален- 500 47,5 60 55 52,5 51 50
щииой 2 мм ный и со- старенный 600 700 20 4,5 36 12 28 7,5 25,5 6 24 5,5 21 4,5
Механические свойства при
комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева <Тв кгс/мм2 8ц,з/£о % Угол изгиба град йт.у кгс-м/см2
темпе- ратура °C время час
Отожженный лист толщиной 1,5 мм Исход стояние ное со- 93 9 65 4,6
300 10 000 94 8 65 2,6
Закаленный и состаренный лист толщиной Исход стояние ное со- 126 7 60 2,0
2 мм 300 10000 128 6 60 1,4
Физические свойства
Плотность d=4520 кг/м2.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20— 100 20— 200 20— 300 20— 400 20— 500 20-- 600 20— 700 20— 800 20— 900
а-10“ 1/град 8,0 8,2 8,5 8,8 8,9 8,7 8,8 9,1 8,6
448
Глава II. Титановые сплавы
Температура, °C 100—200 200—300 300—400 400—500 500—600
а-10е \[град 8,4 9,1 9,7 9,3 —
Коэффициент теплопроводности
Температура °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
А, вт/м-град 9,2 Уд 10,5 е л ь н 11,7 а я т 13,0 г п л о с 13,8 икос 15,5 ть 16,8 18,4 20,1
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800
с кдж[кг-град У д е л ь н 0,503 о е э 0,545 I е к т р 0,587 О С О п 0,628 роти 0,670 влей 0,712 d е 0,838 1,00
Темпера- тура, °C -100 -60 0 25 100 200 300 350 400 450
р • 10е ом-см 150 153 157 159 163 168 172 173 175 176
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической Температура Выдержка Условия
обработки °C час охлаждения
Неполный отжиг 550—650 2-8 На воздухе
Отжиг 740—760 15—60 мин То же
Закалка 870—910 5—,60 мин В воде
Старение 480-560 8—16 На воздухе
Изотермический 790-810 15—60 мин В печи до 640—
ОТЖИГ 660°С
640—660 0,5 На воздухе
* Инструкция ВИАМ № 685-69.
Высокопрочные сплавы
449
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитков 1100 850 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки 980—1070 800 40—70 То же
Штамповка на молоте 930—960 ' 800 40—70 »
Штамповка на прессе 920—940 750 40—70 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
Штампуемость*
Темпе- Вытяжка Отбортовка Выдавка Гибка на угол 90°
Состояние материала ратура штам- повки °C е 'я о, ь? См 'га О ч в с Ь? ^*раб. сфер f min j r раб
Отожженный 20 1,5- 1,6 1,4— 1,5 1,5- 1,65 1,35- 1,40 0, IS- О. 15 0,25- 0,30 3,5— 4,5s** 4,5- 5,5s
600—750 2,0 — 1,6— 1,7 1,4- 1,6 — — 2,0- 2,5s 3,0- 3,5s
Закаленный 20 1,65— 1,7 1,5— 1,55 1,6- 1,70 1,4- 1,55 0,15— 0,20 0, so- о. 40 3,0- 3,5s 3,5— 4,0s
* Инструкция ВИАМ 642-71.
** s — толщина листа.
29 2606
Свариваемость
Механические свойства сварных соединений при комнатной температуре
Свариваемый материал Метод сварки ; Толщина ; мм |__ Приса- дочный материал Термическая обработка после сварки О’ в кгс/мм2 Угол изгиба град * ’-1 кгс/мм2 Малоцикловая усталость
°шах кгс/мм2 N циклы
ВТ14+ВТ14 (лист) ААрДЭС неплавя- щимся электродом 1,5 Без присадки Отжиг при 750°С, 30 мин 98 45 29 67,7 10 500
Закалка с 890°С (10 .мин) 4-старе- ние при 515°С, 16 час 113 35 33 79 6000
То же 3,0 То же Отжиг при 750°С, 2 час 102,7 41 — 57 53 873
Закалка с 870°С (10 мин) 4- старе- ние при 520°С, 16 час 116 32 — 57 26659
2,5- 3,0 ВТ2 Отжиг при 750°С, 2 час 102 — — — —
Закалка с 870°С (10 мин) 4-старе- ние при 520° С, 12 час 10О — — — —
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Свариваемый Метод «О S S Приса- дочный материал Термическая обработка после сварки Св Угол изгиба град * Малоцикловая усталость
материал сварки и о 3 н 3 кгс/мм2 —1 кгс/мм2 Зтах кгс/мм2 N циклы
ВТ14+ВТ14 (лист) ААрДЭС иеплавя- щимся электродом 2,5- 3,0 СПТ2 Отжиг при 75О°С, 30 мин Закалка с 870°С (10 мин) + старе- ние при 52О°С, 12 час 99 112 —- — 69,4 73,3 6 927 4 653
ВТ14 + ВТ14 (поковка) ААрДЭС плавящим- ся электро- дом 16-18 То же Отжиг при 750°С, 30 мин Закалка с 870°С (1 час) + старе- ние при 52О°С, 12 час 86 98 — — — —
452
Глава II. Титановые сплавы
Свариваемые материалы Метод сварки Толщина мм Термическая обработка до и после сварки Р ср +>тр Малоцик- ловая уста- лость
гс ^тах кгс N циклы
ВТ14 + ВТ14 (лист) Кон- тактная точечная 1,5+ 1,5 Без термичес- кой обработки 1550 430 620 17000
Сварка+отжиг при 650°С, 30 мин 1425 370 570 5000
Закалка с 870°С (10 мин) + свар- ка + старение при 515°С, 16 час 1000 300 620 5450
Сварка + за- калка с 870°С (10 мин) + ста- рение при 515°С, 16 час 1585 420 570 2700
Механические свойства сварных соединений при комнатной температуре
после длительных нагревов
Свариваемый материал Метод сварки Толщина мм Приса- дочный материал Термиче- ская обра- ботка после сварки Режим нагрева о в кгс/мм2 Угол изгиба град кгс/мя? Малоцикловая усталость
темпе- ратура °C время час атах кгс!мм2 N
ВТ14+ВТ14 ААрДЭС 1,5 Без Отжиг Исходное со- 98 45 29 67,7 10 500
(лист) неплавя- присадки при 750°С, стояние
щимся 30 мин
электродом
300 3000 96 65 24 67,7 И 8 00
10 000 88 40 26 77 5 500
Закалка Исходное со- ИЗ 35 33 79 6 000
с 890°С стояние
(10 мин) +
+старение 300 3000 105 40 28 79 5 300
при 515°С,
16 час 10 000 94 25 30 79 5 500
Высокопрочные сплавы
Свариваемый Г Метод Толщина Термическая обработка до и Режим нагрева Рср р ^отр Малоцикловая усталость
темпе- время час ^тах кгс циклы
материал сварки ММ после сварки ратура °C кгс
ВТ14 + ВТ14 (лист) Контакт- ная точеч- ная 1,54-1,5 Сварка 4-отжиг при 650°С, ЗОлшя ИСХОД! стояние ioe со- 1425 370 570 5 000
300 3 000 1680 430 570 6 450
10 000 1240 310 570 6 500
Закалка с 870°С (10 мин) 4-свар- ка 4-старение при 515^, 16 час ИСХОД! стояние 300 юе со- 3000 ЮОО 1470 300 270 620 620 5 450 1 230
10 000 1150 220 570 3 000
Глава II. Титановые сплавы
Высокопрочные сплавы
455
Применение
Силовые детали и сварные узлы, длительно работающие прн температурах
до 400°С: в отожженном состоянии — 10 000 час, в термически упрочненном —
2 000 час, а также корпуса и емкости высокого внутреннего давления.
Рис. 1. Кривые ползучести сплава ВТ14 при 300°С в отожженном
при 750’С — 1 час (а) и закаленном и состаренном при 500°С —
16 час (б) состояниях. Пруток диаметром 20 мм.
456
Глава II. Титановые сплавы
Итак kzc/ми '(
юо
во
60
40
20
О
10 20 30 40 50 50 Л/ ТО3
6гп(л /
<rQ
- д л.
Рис. 2. Малоцикловая усталость сплава ВТ14 при повтор-
ном растяжении. Проушина с различной формой кромок
(ов = 93 кгс/мм2).
° — острая кромка, е — кромка с фаской Z45°X0,5 мм.
Рис. 3. Кривые выносливости сплава ВТ14 в различных со-
стояниях:
о — закаленное и состаренное, • — отожженное.
Пруток диаметром 20 мм, образцы гладкие.
Высокопрочные сплавы
457
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ | ВТ15
Химический состав в %
Ti А! Мо Сг С Fe Si О2 n2 Н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 2,3—3,6 6,8—8,0 9,5—11,5 0,10 0,30 0,15 0,12 0,05 0,012 0,30
Примечание. Допускается содержание ^1,5% Zr.
Механические свойства по СТУ
Вид полу- СТУ Состояние Ов б * ф 1 Угол изгиба
фабриката кгс/лш2 % <3 g град
не менее
Лист пла- кированный толщиной в мм: СТУ 415-7-65 Закален- ный
1,0—3,0 3,1—4,0 85—100 85—100 12 12 30 28 80 70
1,0—3,0 3,1—4,0 То же Закален- ный и со- старенный О о со со А\ А\ 4 4 — —
Пруток, поковка диаметром 100 мм СТУ 146-12-61 Закален- ные Закален- ные и со- старенные >90 >135 12 4 — 4 —
Для ЛИСТОВ б и з для прутков 65.
458
Глава II. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабри- Состоя- ература тания Е апц 30,2 (Тв б * % см НВ кге/мм1
ката ние Темп испы °C кге/мм11 33
Лист, пруток Зака- ленные 20 11 000 70 85 90 8 4 270—290
300 10 000 46 65 70 10 — __
400 9 500 46 60 70 10 — —
500 7 500 45 60 65 12 —
Лист, Зака- 20 — 100 118 130 3 2,5 380—420
пруток ленные и соста- 300 90 105 120 4 — —
ренные 400 — 84 100 110 4 — —
500 — 45 60 100 6 -- —
* Для ЛИСТОВ б 11,3ДЛЯ прутков б5.
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния Os Сюо а0,2/5 а0,2/100
°C кге/мм1
Лист, пруток Закаленные 350 — 65 — 45
500 — — 10
Закаленные и состаренные 350 500 50 95 35 60 53
Высокопрочные сплавы
459
Секундная прочность и ползучесть
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния а60" ®120" о180" ®300"
°C кгс!мм.г
Пруток Закаленный и состаренный 300 400 500 600 700 105 48 15 101 39 12 98 33 12 135 130 96 33 12
Физические свойства
Плотность d=4890 kcIm3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20—100 20—200 20—300 20—400 20—500
а-106 \Jepad 8,9 9,1 9,3 9,5 9,7
Температура, °C 100—200 200-300 300—400 400—500 500—600
а-106 \'град 9,4 9,5 10,0 10,5 —
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
X вт^м-град 8,0 9,63 11,3 13,0 14,7 16,3 18,0 20,1 *21,8
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кдж!кг-град 0,503 0,545 0,587 0,628 0,670 0,712 0,755 0,796 0,838
460
Глава II. Титановые сплавы
Удельное электросопротивление при 2 О'" С
р • 106= 155 ом-см.
Степень черноты полного нормального излучения
Состояние поверхности е н при температуре, °C
100 200 300 400
После холодной прокатки — 0,29 0,30 0,34
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая тер мическая о б р < 1 б о т к а *
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Закалка Старение * Инструкция ’ 700—800 450—500 ЗИАМ № 685-69. 15—60 мин 15-25 В воде На воздухе
Горячая обработка давлением*
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один иагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитков 1180 850 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки толщиной (в мм):
до 100 иоо 850 40—70 То же
более 100 1050 800 40—50 »
Штамповка на прессе 920—900 700 40—70 »
Штамповка на молоте 930—900 800 30—60 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
Высокопрочные сплавы
461
Штампуемость*
Состояние материала Условия штамповки Вытяжка ^"раб Отбор- товка ^"раб Выдавка Араб % Гибка на угол 90° r min
Отожженный Без иагрева 1,2—1,4 1,3—1,5 —• 3,0—5,5 s* **
С нагревом 1,45—1,7 1,4—1,7 10-14 2,8—4,0 s
Закаленный Без нагрева 1,3-1,5 1,4—1,6 4—7 2,5—5,0 s
* Инструкция ВИАМ № 642-71.
** s —толщина листа.
Свариваемость
Сплав сваривается аргоно-дуговой сваркой. Сварное соединение предвари-
тельно закаленных элементов обладает удовлетворительной пластичностью.
Прочность сварного соединения листа толщиной до 2,5 мм составляет 0,9 от
прочности основного материала.
Термическая обработка после сварки — старение или закалка и старение —
не рекомендуется, так как вызывает охрупчивание сварного соединения.
Применение
Детали, кратковременно работающие при температурах до 500°С и длитель-
но — до 150°С, а также корпуса, изготовляемые с применением поперечной рас-
катки.
462
Глава II. Титановые сплавы
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТ16
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Ti А1 Мо V С Fe Si Zr о2 n2 Н2 Сумма прочих примесей
не более
Осно- ва 1,6-3,0 4,5—5,5 4,0—5,0 0,10 0,25'0,15 0,30 0,15 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ТУ
Вид полуфабри- ТУ Состояние контроль- Ов 6= кгс*м!см2
ката ных образ- цов кгс/мм.’2 %
не менее
Пруток кали- брованный диа- метром 4—16 мм ТУ1-92-3-72 Отожжен- ные 83—95 16 60 —
Пруток катаный диаметром 8— 20 мм АМТУ 552-69 Закален- ные и со- старенные 105—125 12 50 3
Пруток шлифо- ваный диаметром 4—16 мм АМТУ 553-69 То же 105—125 12 50 —
Лист толщиной 1 —10 мм СТУ 227-1-63 Отожжен- ные 80—100 12 — 6
Закален- ные и со- старенные 110—125 6 — 3
Лента толщиной 0,12—1,9 мм СТУ ' 238-4-63 Отожжен- ные Закален- ные и со- старенные 80—100 110—125 12 о — --
Высокопрочные сплавы
463
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабриката Состояние ература тания Е °пц °0,2 <Тв °в 65 ф сч 8 «Г НВ кгс/мм2
§ з S с <Тв
“So кгс/мм2 % S
Пруток Отожжен- 20 10500 80 85 1,35 22 65 16
шлифован- иый
иый диамет- Закален- 20 11200 90 ПО 1,23 16 60 8
ром 4— 20 мм ный н со- старенный 300 9200 — 60 90 — 25 70 — —
Пруток Отожжен- 20 10700 — 82 87 — 20 60 10 230—280
катаный ный
диаметром 20—60 мм Закален- 20 11200 83 117 135 — 8 40 5 —
ный и со- старенный 300 9200 53 83 108 — 9 27 — —
450 8200 52 83 107 —„ 9 20 — —
Лист тол- щиной 1,5 мм Отожжен- ный 20 10500 — 78 87 — 19 — — —
Закален- 20 11000 92 116 133 — 7 — — 340—370
ный и со- старенный 300 9000 58 85 95 — 8 — — —
350 8700 55 83 93 — 8 — — —-
400 8300 52 81 91 — 8 — —
450 8000 38 66 85 — 9 — — —
Механические свойства крепежных деталей
при комнатной температуре
Крепежная деталь Состояние Св гср пв при угле перекоса, град (Т-1 * на базе 2-107 циклов
4 8
кгс/мм2
Болт М10Х 1,5 Отожженный Закаленный и состаренный 105 125 64 72 105 ПО 105 100 16
* При асимметричном растижении (г= 0,1).
464
Глава II. Титановые сплавы
Малоцикловая усталость крепежных деталей при асимметричном растяжении
(г = 0,1)
Крепежная деталь Состояние Темпера- тура испы- тания °C ° max кгс/мм? N циклы
Болт Ml ОХ 1,5 Закаленный и 20 40 20 000
состаренный
50 7 000
60 2 500
70 1000
350 30 38 000
40 9 000
50 2 000
55 1000
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полуфабри- ката Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C <7100 °0,2/100 СТ-1
на Ю7 ц 5 азе иклов
кгс/мм2
Пруток диамет- Закаленный и 20 — 44 32
ром 4—20 мм состаренный 300 70 50 — —
350 60 40 — —
400 — — 33 30
Лист толщиной То же 20 __ 36 —
0,5—5 мм 300 90 70 — —
350 80 60 36 —
400 67 27 36 —
Высокопрочные сплавы
465
Секундная прочность и ползучесть *
Вид полу- фабрн- Состоя- ература тания °10" ° 30" °100" °200" °300" °0,5/10" °0,5/30"
ката нне Темп испы °C кгс[мм2
Лист Отож- 500 61,5 60 58 54 — _ 48
толщи- ной 0,5— 5,0 мм женный 600 700 44 25 39 20 32 15 30 12 29 11 —— 17 3
Зака- 500 91,5 91,4 90,5 — 89 79,5
ленный и соста- 600 67 63 55,5 — 50,5 52 36
ренный 700 35 32,5 27 — 21,5 — 12,7
Вид полу- фабриката Состояние Я >> ся Н Я я я Оч Я 02 Е— °0,5/100" ’1/30" ’1/100" ’1/200" °1/300"
Темп испы °C KCCjMM"2
Лист тол- щиной 0,5— 5,0 мм Отожжен- ный 500 600 43 12,5 54,5 25 50 18 47,5 15 45 13
700 2,5 6 4 3 2,5
Закален- ный и со- старенный 500 600 76 29 86 55 83 41 — 79,5 32
700 8 18 13 — 8,5
* С учетом начальной деформации.
30 2606
466
Глава II. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева <Гв кгс/мм? 5s ф Р разр , кгс, при угле перекоса град
темпе- ратура °C время час % 0 4
Закаленный и состаренный
пруток диа- Исходное со- 111 16 59 — —
метром до 20 мм стояние
300 2 000 112 15 59 — —
болт МЮХ Исходное со- 6250 6100
XI,5 стояние
300 2 000 — — 6200 6120
Физические свойства
Плотность d=4680 кг/м?.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, “С 20—100 20—200 20—300 20—400 20—500
а-106 \!град 9,1 9,4 9,7 9,9 10,0
Температура, °C 100—200 200—300 300—400 400—500
а-10е \/град 9,8 10,4 10,5 10,3
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
X вт/м-град 10,9 12,1 13,4 14,6 15,9 16,7 18,0 19,6 21,3
Высокопрочные сплавы
467
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кдж/кг-град 0,461 0,503 0,545 0,587 0,670 0,712 0,796 0,838 0,880
Удельное электросопротивление при 20°С
р • 106=111 ом-см.
Степень черноты полного нормального излучения
Состояние поверхности ен при температуре, °C
100 200 300 400 500 600 700 800 900
После холодной прокатки 0,20 0,225 0,25 0,275 0,31 0,37 0 46 0,63 0,69
После песко- струйной обра- ботки 0,45 0,47 0,49 0,52 0,54 0,55 0,56 0,65 0,70
После травления 0,49 0,55 0,61 0,66 0,67 0,67 0,6/ 0,68 0,68
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Р е к о м е н д у е м а я термическая обработка*
Вид термической обработки Темпера- тура °C Выдержка Ч(лС Условия охлаждения
Отжиг 770—790 2 В печи, со скоростью 1 — 5 град/мин, до 500°С, затем на воздухе
Закалка 800—820 2 В воде
Старение 540—570 6—10 На воздухе
Инструкция ВИАМ № 685-69.
30*
468
Глава 11. Титановые сплавы
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка 1150 850 30—60 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки Горячая прокатка: 1000 750 40-70 То же
предварительная 1060—1100 800 40—70 »
окончательная 860 700 40—70 »
Штамповка на прессе 840 700 40—60 »
Штамповка на молоте * Инструкция ВИАМ № 860 680-70. 700 40—60
Штампуем ость
Состояние материала Вытяжка Отбортовка Гибка на угол 90°
А”пр ^раб Алр ^раб шах Г раб
Отожженный или закаленный 1,6-1,8 1,5—1,7 1,5—1,65 1,45-1,60 1,5—2,05 s * 2,5—3,5 s
* s—толщина листа.
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сварки Присадоч- ный мате- риал Термиче- ская обра- ботка после сварки । Температура ! испытания ; °C Механические свойства сварных соединений
<?в кгс/мм2 угол изгиба град
ВТ16+ВТ16 ААрДЭС Без при- садки Без тер- мической обработки 20 350 90—93 80—83 110—120
Примечание. Сплав сваривается всеми видами сварки, применяемыми
для титановых сплавов.
Применение
Крепежные и другие резьбовые детали диаметром не более 40 мм, длитель-
но работающие при температурах до 350°С, а также сотовые и тонколистовые
конструкции.
Высокопрочные сплавы
469
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
ВТ22
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Т1 А1 Мо V Fe Сг С Si Zr 02 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 4,4— 5,9 4,0— 5,5 4,0- 5,5 0,5- 1,5 0,5- 2,0 0,10 0,15 0,30 0,20 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ТУ
Вид полу- Состояние Ов 6S ф НВ
фабриката ТУ контроль- ных образцов кгс! мм2 % 1 (^отя) мм
не менее
Пруток ката- ный диаметром 25—60 мм АМТУ 451-67 Отож- женные 110—125 10 35 3 3,1—3,6
Пруток ката- ный крупнога- баритный диа- метром 65— 130 мм ТУ1- -92-6-72 То же 110—130 8 20 3 3,1-3,6
Штамповка и поковка ве- сом (в кг): до 10 более 10 ТУ1- -92-2-72 V V О о 8 6 20 18 3 3 3,1—3,6 3,1—3,6
Профиль прессованный Профиль прессованный с законцовкой ТУ1- -9-465-72 ТУ1- -9-327-72 » по но 8 6 25 20 2,5 2,2 3,1—3,6 3,1—3,6
о
Механические свойства при различных температурах
Вид ПОЛУ- сЗ Л >> К Н S Е апц 30,2 0в 65 ф CN НВ
фабриката Состояние Темпера испытан °C кгс/мм2 % х ей кгс/мм2
Пруток ката- Отож- —70 125—135 5-10 20-40 3—5
ный диаметром 30 мм женный 20 — 11 000 95—110 105—115 110—125 10-16 35—50 3,5—6,0 —
300 — 9 500 70—75 80—85 90—95 8—16 35-60 — —
400 — 8 500 52—55 70—75 80—90 10-18 40—65 — —
Полоса ката- Отож- 20 11 500 93—100 100—110 110—115 7—14 18-40 3
ная (балка) се- чением 170Х Х270 мм женная 300 10000 65-75 75—80 88—92 9—16 25-50 — —
Поковка круп- ногабаритная ве- сом до 2 г То же 20 — 11 500 95—105 105—115 110—120 8-16 25—50 3 —
Штамповка 20 — 11 500 96—105 105—115 110—120 7—15 18—40 3 —
300 — 10 000 68—76 80—90 90—96 9-18 25-50 — —
Профиль прес- Отож- 20 — И 500 98—107 104—115 110—120 10-18 • 0—50 2,5
сованный женный 100 —— — — 100—110 18-22 55-70 —"1 —
200 — — — 93—95 18-25 55—70 — —
300 — 9 500 70—80 80—90 87—92 17—20 55—70 — —
400 — 8 500 52--60 70—80 83—89 18-22 55—80 — —
Глава 11. Титановые сплавы
Продолжение
СЗ о,. ^д Е а1Ш а0,2 СТв 66 ф
Вид полу- сч НВ
фабриката Состояние ! Темпера испытан 1 °C кге/мм^ % g V X со сз « кгс/мм*
Профиль прес- Отож- 20 И 500 97—105 105-110 110—115 8—16 20—40 2,2
сованный с за- концовкой женный 300 — 9 500 66-75 78—85 80—90 12-20 25-50 — —
Пруток ков а- Закален- —70 — — — 140—150 145—165 6-4 20—40 2,5—3,5 —
ный или катаный ные и со-
диаметром до 60 мм, поковка и старенные 20 12250 11 500 105—115 125—135 135—150 7-10 30—40 3-4 350—370
штамповка с тол- 300 10900 9 500 75—85 100—110 115—120 9-12 40—50 — —
щиной стенки до 40 мм и весом не 350 10600 8900 70—80 100—110 115—120 6-9 45-55 — —
более 8 кг 400 10400 8 600 70—75 90—95 105—115 7-10 45-55 — —
Высокопрочные сплавы
472
Глава 11. Титановые сплавы
Механические свойства крепежных деталей при комнатной температуре
Крепежная деталь о в, кгс! мм2, при угле перекоса, град Л7, ЦИКЛЫ, при <J max о-! * на базе 107 циклов кгс/мм2
0 8 0,5 <7В 0,6 <7В
Болт М10Х1.5 125 115 10 800** 7300 __
Болт М24Х1.5 — — — — 15
* Прн асимметричном растяжении, г=0,1.
* * Образцы с надрезом, гн = 0,75 лл.
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состоя- СЗ си >> к ь к сз к Си оз О f- <7100 <7200 <?300 <7500 <71000 <72000 _.н а2000
ние о кгс/мм2
Пруток диаметром Отож- женный 300 84-89 84-89 84-89 84-89 84-89 84-89 108-112
30 мм 400 73-76 — —, — 62-64 — —-
Полоса ка- таная сече- нием 170Х Х270 мм Отож- женная 300 78-82 78-82 78—82 78-82 78-82 78—82 105—108
Пруток диаметром Зака- ленные 350 100 — — — — — —
до 60 мм, штамповка с толщиной стенки до 40 мм и ве- сом ие бо- лее 8 кг и соста- ренные 400 85
Высокопрочные сплавы
473
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C _н °100 «100 °0,2/100 а0,2/500 и* р-1 ill
на базе 107 циклов
кгс)мм2
Пруток диа- метром 30 мм Отожжен- ный 20 300 1,25 76-80 56—60 55 38
Полоса ката- ная сечением 170X270 мм Отожжен- ная 20 300 1,31 66-70 56-60 50 34
Штамповка и поковка Отожжен- ные 20 — __ 50 36
Профиль прессованный Отожжен- ный 20 — — 60 30
Профиль прессованный с законцов- кой** То же 20 — — — 50 28
Пруток диаметром до 60 мм и штам- повка с тол- щиной стенки до 40 мм Закален- ные н со- старенные 20 350 400 62*** 32*** 58 48 38 38
* ак=2,2.
* Свойства законцовки.
* По общей деформации.
Секундная прочность
Вид полу- Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C СТ10' а60" ст200'г а300"
фабриката кгс/мм2
Пруток кова- ный диаметром 20 мм Закаленный и состаренный 400 500 600 700 800 900 99 91,5 75 44 20 7,5 98,5 91 66 32,5 12,5 4,5 98,5 90,5 63 28,5 11 4 98,5 90,5 60 25,5 9,5 3,5
474
Глава 11. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева j 1 ф Йц кгс-м!см2
темпе- ратура °C время час СТ в кгс)мм2
9 О
Отожженный Исходное со- 114 12 36 3,5
пруток стояние
200 10 114 12 39 3,5
100 115 11 33 3,3
1000 116 11 37 3,4
10 000 114 10 35 3,2
300 100 117 12 39 3,4
1000 118 11 33 3,2
10 000 120 9 30 3,0
400 10 118 11 36 3,4
100 119 9 31 3,3
1000 119 8 20 3,0
Физические свойства
Плотность d=4620 KijM2.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20—100 20—200 20—300 20—400 20—500
a-10s Цград 8,0 8,2 8,4 8,6 8,8
Температура, °C 100—200 200—300 300—400 400—500
а 106 1/град 8,4 8,8 9,3 9,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
X вт{м-град 9,21 10,5 11,7 13,4 14,6 15,9 17,2 18,4 19,7
Высокопрочные сплавы
475
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 j 200 300 400 500 600 700 800
с кдж/кг-град 0,523 0,565 0,586 0,649 0,712 0,795 0,879 0,863
Удельное электросопротивление
Температура, °C -60 — 100 0 20 100 200 300 350 400
р • 10s ом см 148 147 151 153 156 159 162 163 164
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях, в морской воде — при температурах до
300°С.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг 720—780 1—2 В печи до 400°С, далее на воздухе
Закалка 700—760 1 В воде
Старение 500—560 8—16 На воздухе
Инструкция ВИАМ № 685-69.
476
Глава II. Титановые сплавы
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окон- чания
Ковка слитка 1180 850 30—50 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки 1020 800 40—70 На воздухе
Штамповка на молоте 950 800 40—70 На воздухе, в печи
Штамповка на прессе 840 750 20—50 На воздухе, в печи
Прокатка, прессование 1050—950 800— 750 20—60 На воздухе, в в печи или на специальных стел- лажах
Инструкция ВИАМ № 680-70.
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сварки Толщина мм Приса- дочный материал Термическая обработка после сварки Механические свойства сварных соединений
Ов кгс/лл2 аа* кгс-м/см2 N, циклы, прн о шах, кгс)ммд
65 57 .50
ВТ22+ВТ22 ААрДЭС плавящим- ся электро- дом 10—30 СПТ2 Отжиг при 750°С, 1 час, ох- лаждение в печи (со скоростью 3 г рад) мин) до 350°С, далее на воздухе 95—105 3,5 27500 51900 71700
ААрДЭС неплавя- щимся электродом 10—30 То же То же 90—100 4,5—6 — — —
* По переходной зоне.
Высокопрочные сплавы
478
Глава II. Титановые сплавы
Применение
Силовые детали и сварные узлы, длительно работающие (до ГО ООО час)
при температурах до 350°С, а также крупногабаритные крепежные детали.
Рис. 1. Малоцикловая усталость сплава ВТ22. Проушина в отож-
женном состоянии (отжиг при 730°С — 30 мин, охлаждение в печи
до 350°С, далее на воздухе); балка сечением 270X170 мм,
Ов = 110 кгс/мм2:
— острая кромка, X — кромка с фаской под углом 45°Х0,5 лмц Л — кром-
ка со скруглением, мм.
Высокопрочные сплавы
479
Рис. 2. Малоцикловая усталость сплавов ВТ22 и ВТ14.
Образцы с надрезом:
° — сплав ВТ22, ав=110 кгс/мм2, х — сплав ВТ14, а3 - КЮ кгс/мм2),
-------------------г —0,75 льи; —тн =0,1 яя.
Рис, 3. Кривые выносливости сплава ВТ22 в отожженном со-
стоянии. Прессованный профиль; образцы гладкие.
480
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 4. Влияние химического никелирования на ма-
лоцикловую усталость сплава ВТ22. Профиль отож-
женный:
—----шлифование; ---------- химическое никелирование
после обдувки корундовым песком.
Высокопрочные сплавы
481
toe
Лоща я деформация, % Общая деформация,
5. Кривые ползучести сплава ВТ22 при 300°С. Пруток
диаметром 20 мм, отожженный.
ЯвС
Рис. 6. Кривые ползучести сплава ВТ22 при 300°С. Балка сече-
нием 270X170 мм, отожженная.
2606 31
бв кгс/мм?-
Рис. 7. Влияние температуры и продолжительности старения на свойства
сплава ВТ22, закаленного в воде с 700 (а) и 750°С (б):
• — 4 час, х — 16 час, о — 64 час.
482 Глава II. Титановые сплавы
Высокопрочные сплавы
483
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ СПЛАВ
ВТ23
Химический состав в %
Ti А1 Мо V Сг Fe С Si о2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 4,0- 6,3 1,5- 2,5 4,0— 5,0 0,8— 1,4 0,4— 0,8 0,10 0,15 0,15 0,05 0,015 0,30
Примечание. В листах содержание алюминия — 4,0—5,0'%, в прутках —
5,0—6,3%.
Механические свойства по СТУ
Вид полуфабри- СТУ Состояние конт- <Тв кгс/мм2 65 ф кгс • м/см2
ката рольных образцов %
не менее
Лист толщиной СТУ Отожженные НО 8
1,5—10,0 мм 33-71 * Закаленные и состаренные 140 6 — —
Пруток СТУ Отожженные НО 8 40 4
31-71 * Закаленные и состаренные 140 6 20 2,5
* Свойства факультативны.
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние ft к я t-> д Е апц °0,2 <Тв бв* 610 <м сч ч
Темпера испыта °C кгс/мм2 % а„ кгс-м НВ кгс)
Лист Отож- женный 20 10500 90-95 10-0—110 110—120 10-13 5-7 10- 12 255- 270
300 9500 55—60 70—75 75-80 10-12 7-8 — —
400 8500 52-55 65—70 75-80 10-13 6-7 ——- —
500 6500 50—55 52—55 65-70 13-16 8-11 .— —
31*
484
Глава 11. Титановые сплавы
Продолжение
Вид Состоя- ние РЗ а, >> W н s Е °пц ®0,2 <Тв 6s* 610 сч § сч 1
полу- фабри- ката Сц аз <У н § 3 2 с OQJ Н S о кгс/мм2 % си X <3 Й5
Лист Зака- ленный 20 11000 105 — 115 130-145 145—160 6-9 4-6 5-7 -
и соста- ренный 300 9500 55—60 80—90 115—120 7-10 5,5— — —
400 9000 55—65 75-85 105—115 — —
500 7000 — — 75—85 15- 17 JO- 13 — —
Пруток Отож- 20 10500 90 100 НО 14 8 —
женный 100 10200 75 90 100 18 11 - —
200 9800 60 80 95 16 10 — —•
300 9300 55 - 70 85 15 8 — —
400 8900 50 65 80 14 8 — -
Зака- ленный 20 10500 100 120 145 6 5 -- —
и соста- ренный 100 10200 85 105 130 7 4 — —
200 9800 75 90 115 9 .6 — —
* Для листа 6 5165 /ро .
Чувствительность к надрезу и перекосу
Вид полу- фабриката Состояние (У£; кгс/мм2 , кгс/мм2, при угле перекоса, град
0 4 6
Пруток Отожженный 110 166 123 81
Закаленный и состаренный 145 167 93 60
Высокопрочные сплавы
485
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состояние Темпе* ратура испыта- ния °C СГ50 С100 %, 2/100 <т~ 1 на базе 107 циклов
фабриката кгс/мм2
Лист Отожжен- 20 — — — 44
НЫЙ 300 — 72—76 60—62 —
350 — — — 30
400 — 70 — —
Закаленный н состаренный 300 400 100 110-115 78—80 ——
Малоцикловая усталость при асимметричном растяжении (г=0)
Вид полуфабри- ката Состояние Jmax циклы
Лист Отожженный 0,5 <тв * 9500-11500
0,7 <тв 2900— 3800
<тв~ НО—120 кгс/мм2.
Секундная прочность
Вид полу- Состоя- Темпе- ратура а а 10 <5 // 30 (5 Z7 60 а и 120 /7 200 a fr 300
фабри- ката . ние ния °C кгс/мм2
Лист Зака- ленный н соста- 400 500 ИО 97 110 94 110 92 но 88 109 86 109 84
ренный 600 57 52 47,5 42 38 36
700 25 22 17 14 12 12
800 11 9 7 5 4 4
Отож- 400 90 90 90 90 89 88
женнын 500 63 62 60 58 57 55
600 44 42 39 36 34 32
1 700 27 22 17 12 10 9
486
Глава II. Титановые сплавы
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
(Лист толщиной 1,2 мм)
Состояние материала Режим нагрева <Тв кгс/мм2 °п,з Vр0 % <Т-1 на базе 107 циклов кгс/мм2
темпе- ратура °C время час
Термически об- Исходное со- 111 — 117 7—9 42
работанный по ре- стояние
жиму лужения *
300 300 110-115 7—9 —
1 000 112—120 7—8 —
3 000 115—120 5,5-7 —
10 000 113—116 7—9 —•
400 300 110-115 7—9 —
1 000 110—118 7—9 —
3 000 113-119 5,5—6,5 —
10 000 113-118 6—7 —
После лужения Исходное со- 110-115 7—9 36
серебряным при- стояние
поем ВПр15 300 3 000 114 — 122 5-6 —
10 000' 112—115 5-6 —
400 3 000 110—120 5-6 —
10 000 112-116 5-7 —
* Режим лужения; нагрев при 920°С—20 мин, охлаждение в контей-
нере па воздухе.
Физические свойства
Плотность </=4570 кг/мГ
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20- 200 20— 300 20— 400 20- 500 20— 600 20— 700 20- 800
«•! О6 \/град 8,5 8,6 8,7 8,8 8,9 9,0 9,3 9,4
Высокопрочные сплавы
487
Температура, =С 100— 200 200- 300 300- 400 400— 500 500— 600 600- 700 700— 800
а-106 '{(град 8,6 8,9 9,3 9,2 9,3 11,5 10,3
Коэффициент теплопроводности
Температу- ра, °C 25 100 200 300 400 500 600 700 800 900.
X вт/м-град 8,37 9,63 11,3 12,1 13,4 15,1 16,3 17,6 18,8 20,1
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кдж/кг-град 0,544^ 0,586 0,628 0,668 0,754 0,816 0,921 0,981 1,05
Удельное электросопротивление при 20°С
р-106= 135 ом-см (отожженное состояние), р-10*=127 ом см (закаленное
и состаренное состояние).
Степень черноты полного нормального излучения
Состояние поверхности ен при температуре, °C
100 200 300 400 500 550 600 650 700
Механически полированная * 0,19 0,20 0,22 0,26 0,28 0,29 0,32 0,52 0,54
Травленая * 0,15 0,165 0,175 0,21 0,23 0,25 0,41 0,505 0,55
488
Глава II. Титановые сплавы
Состояние поверхности ен прн температуре, °C
800 850 900 1000 1100 1200 1300
Механически полированная * 0,74 0,79 0,81 — — — —
Травленая * 0,74 0,78 0,79 — — — —
Механически ная ** полирован- 0,26 0,255 0,255 0,26 0,265 0,27 0,265
Механически ная *** полирован- 0,23 0,235 0,24 0,25 0,26 0,27 0,265
* Испытание на воздухе при ступенчатом нагреве через каждые 50°С,
выдержка на каждой ступени 2 час.
* * Испытание в вакууме 1 • 104 тор при ступенчатом нагреве, выдержка на
каждой ступени 15 мин.
* ** Испытание в вакууме 1 • 104 тор при ступенчатом охлаждении с 1300°С,
выдержка на каждой ступени 15 мин.
Коррозионная стойкость
Устойчив в морской воде и во влажной морской атмосфере.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической Температура Выдержка Условия
обработки °C час охлаждения
Отжиг 740—760 15—60 мин * На воздухе
Закалка 780—800 5—60 мин * В воде
Старение 450—520 10 На воздухе
* В зависимости от толщины (диаметра) полуфабриката.
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка 1180 850 30—70 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки 1020 800 40—50 То же
Штамповка на прессе 870 750 40—50
Штамповка на молоте 880 750 40—50
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
Высокопрочные сплавы
489
Штампуем ость*
Состояние материала Вытяжка ^"раб Отбортовка ^"раб Гибка на угол 90° г раб
Отожженный в 1,92 1,73 4s **
вакууме Закаленный 1,73 1,62 4 s
* Инструкция ВИАМ № 642-71.
* s — толщина листа.
Свариваемость
Свари- ваемый мате- риал Метод сварки Толщина мм Приса- дочный мате- риал Термиче- ская обра- ботка после сварки ' Температура испытания 1 °C Механические свой- ства сварного соединения
c-s 55 и о « угол изгиба град циклы При Опоах ~ = 70 кгс {мм2
ВТ23+ ААрДЭС 2,0 Без Отжиг 20 100 40 12 000—
+ ВТ23 неплавя- присадки при 750°С, 25 000
щимся 30 мин 300 71 — —
электродом 400 70 — —
500 65 — —
Закалка 20 125 25
с 800°С (20 мин) + 300 96 — —
V- +старение 400 93 — —
ь при 550°С, 10 час 500 77 — —
Применение
Сварные и паяные конструкции, работающие при температурах
корпуса и емкости высокого внутреннего давления.
до 500°С;
490
Глава II. Титановые сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТЗ-1
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Ti А1 Мо Сг Si Fe С Zr о2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 5,5— 7,0 2,0- 3,0 0,8— 2,3 0,15— 0,40 0,2- 0,7 0,10 0,50 0,18 0,05 0,015 0,30
Примечание. Допускается частичная замена молибдена вольфрамом
^0,3%.
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние кон- трольных образцов Температура испытания, °C СГВ кгс/мм? 6s ф 1 q кгС'М!см2 O'SO ° 100 НВ (^отп) ММ
( 0 н кгс]мм? iee
Пруток АМТУ Отож- 20 100-120 10 30 3 —— 3,2—3,7
катаный 451-67 женные 400 >75 __ — - 68
диаметром
10—60 мм 450 >65 •— — —• — 55 —
Зака- 20 >120 6 20 2 — — 3,0—3,3
ленные
и соста-
ренные*
Пруток ТУ1- Отож-
катаный -92-6-72 женные
круппогаба-
ритный диа-
метром (в
мм):
65—100** 20 100-120 10 25 3 — —' 3,2—3,7
101—130*** 95—120 8 20 3 — 3,2—3,7
Пруток АМТУ То же
кованый 534-67
диаметром
или со сто-
роной квад-
рата (в мм):
65—100** 20 100-120 10 25 3 -— •— 3,2—3,7
101—250*** 95—120 8 20 3 — 3,2—3,7
400 >75 — —‘ — - 68 —
450 >65 — — — 55 —
Жаропрочные сплавы
491
Вид полу- фабриката ТУ, ОСТ Состоя- ние кон- трольных образцов Температура испытания, °C
Пруток и ОСТ1 Отож-
заготовка для лопаток диаметром (в мм): до 25 25—60 90006—70 женные 20 400 450
до 40 более 40 То же Зака- ленные и соста- ренные 20
Штампо- ОСТ1 Отож-
ванная ло- патка малога- 90002—7С женные 20
баритная После ВТМО н старения 20
крупнога- баритная Отож- женные 20
Штампо- АМТУ Отож-
ванный диск весом (в кг): До 25 26—100 101—200 548-69 женные 20 400 450
Продолжение
в5 ф 050 о 100
Пв
кгс/мм2 % кгс)мм2 '"в
CQ О 2
н менее ас Э, ч
100—125 12 35 3 3,2—3,7
100—120 12 35 3 — — 3,2—3,7
>70 — — — 70 68 —
>65 — — 58 55 —
>120 6 20 2 — - 3,0—3,3
>120 6 16 1,8 — 3,0—3,3
>100 10 30 3 3,2—3,7
>120 6 20 2 — 3,0—3,4
>100 10 25 3 — —- 3,2—3,7
>98 9 22 3 3,2—3,7
>96 9 20 3 — —- 3,2—3,7
>95 8 20 3 — 3,2—3,7
>75 — — — 71 68 .—
>65 — — 58 55
492
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу- фабриката Состоя- о CJ ° >> К н х ЦВ s5 ф 3 (Tso <7100
ТУ, ост ние конт- рольных образцов CJ Я СХ сз О) н и 3 S к кгс/мм2 % (2Н кгс-л кгс/мм2 "с 05 о
Н S не менее г;
Штампов- ка и поков- ка толщи- ной (в мм): до 100* ** 101—250*** ОСТ1 90000—70 Отож- женные 20 400 100—120 95—120 >72 10 8 25 20 3 3 70 68 3,2—3,7 3,2—3,7
450 >65 — — 58 55 —
Кольцо цельнорас- катное ОСТ1 9043—72 20 >9-5 8 20 3 — 3,2—3,7
Кольцо сварное с шириной полки (в мм): АМТУ 529-9-68
до 80 20 100—120 10 25 3 — — 3,2—3,7
более 80 100—120 8 20 2,5 — — 3,2—3,7
сварной шов 20 90—120 6 15 2
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении.
*** В поперечном направлении.
Механические свойства при различных температурах
Вид полу- Состоя- £ н а Е ^ПЦ 30,2 <т» и 610 Ч> НВ
е (^отп)
фабриката ние 5 Л мм
£ t—' Й о кгс/мм2 X в t> /о кгс
Пруток Отож- -196 — 163 165 g** 25 2,5—4
кованый женный
диаметром до вО мм -70 — — — 116 120 — 10** 12** 30 35 3—5 —
(микро- - 40 — — — 107 112 — 5—6 —
структура II типа) 20 11 500 12 750 85—110 93—115 100—120 1,5 9-13 10— 18** 30-50 3—6 3,2—3,7
100 И 300 12 300 75 82 95 — 10 45 — —
200 11 100 11900 65 73 90 — 10 52 — —
300 10 800 11 450 55 66 83 — 9 52 — —
400 10 000 10 300 52 63 80 — 8 55 — —
450 9 800 10 250 44 60 75 — 11 63 — —
500 8 900 ГО 000 37 55 67 — 13 69 —
600 8 000 9 800 — — 54 — 18 80
Жаропрочные сплавы
Продолжение
Вид полу- фабриката Состоя- :ература танпя Е 70,2 <7в o' Зю сч д а? Я JU к НВ (^отп)
НИС 1 Темп ! испы °C кгс/мм2 «- я и о % мм
Пруток Зака- -196 — — 190 200 4 20 1,8
кованый леиный
диаметром и соста- -70 — — — 150 155 — 5 26 2,0 —
до 60 мм (микро- ренный 20 11 500 12 780 105 115 130-160 4—10 20-35 2,5—4 3,0—3,4
структура II типа) 7— 12**
100 10 900 12 400 90 105 120 — 6 35 — —
200 10400 11 900 80 95 НО 6 40 — —
300 10 350 11 350 65 85 105 — 6 40 — —
400 10 300 10 880 63 80 95 — 6 40 — —
450 9 500 10 500 58 73 90 — 6 40 — ——•
500 8 700 10 200 50 65 85 — 8 50 — —
600 7 300 9 700 5,5 18 53 — 17 85 — —
Глава II. Титановые сплавы
41 Угол надреза 60°, г и0,1 мм.
** Испытание образцов с диаметром рабочей части 5 мм
Жаропрочные сплавы
495
Механические свойства при кручении, растяжении с перекосом,
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состоя- >5 к г- X fftoo Ойо Очооо* <Тгооо <^5000 <Т10000* Очооооо** _н 5100
фабриката ние Ct. 05 О) н
Е з
и ао Н So кгс]мм2
Пруток Отож- 20 95 92 88 —
кованый женный
диаметром до 60 мм 100 —— — 92 — — 88 82 —
(микро- 150 — — — — — 77 —
структура II типа) 200 — —. 84 — — 80 75 —
300 82 81 — 78 — — —
400 78 76 — 72 — — — >85
450 61 59 — 53 — — — >68
500 40 — — 2з*** 1g*** —- —
Зака- ленный 300 104 103 102 — — — —
и соста- ренный 400 450 95 92 — 88 —- — — ——
67 63 — 52 —— — •— —
500 36 — — 1 ~~ — 1 ™ —- 1 “
* Данные ЦКТИ (по уровню соответствуют типичным).
** Данные, полученные экстраполяцией.
*** Данные ЦНИИТМАШ (по уровню соответствуют типичным).
496
Глава II. Титановые сплавы
Вид полу- фабри- Состоя- ние ература гания _н 100 %, 2/25 о3 °0,2/100 а0,2/500 °0,2/2000 _ 1 „И* <Т-1 1 Я_1 g-l ан
кгс/мм2
на 5азе,
ката S з а100 ЦИ1 <лы °-1
Н S о кгс/мм2 2 107 107
Пруток Отож- 20 — — — — — 50-53 39-43 1,3
кованый женный 300 65 62 60 „
диамет-
ром 400 1,1 52 51 50 45 37 45—48 38 —
до 60 мм 450 1,1 29,5 29 28 23 20 -
(микро-
структу- 500 — 10 9 8 — — — — —
pa II ти-
па) Зака- 20 — — — — — — 62 — —
ленный 300 80 78 75
и соста-
ренный 400 — — — 60 52 44 49 — —
450 — 40 25 20 — — — —
Гн—0,75 мм.
Сопротивление ползучести за 1000 час
Вид полу- фабриката Состояние Температура испытания °C Деформация, %, прн на- пряжении, кгс/мм2
45 56 67
Пруток Отожженный 20 0,02 0,01 0,02
100 0,04 0,02 0,02
150 0,00 0,00 0,01
200 0,00 0,00 0,04
Секундная прочность
Вид полу- < Г»ЛТГ»стиТ/ТО Темпе- ратура испыта- ния °C ®10" °30" а60" а120’ ®300"
фабриката кгс/мм2
Пруток Отожженный 600 60 60 59 57 55
кованый 700 800 42 21 39 18 38 15 31 12 26 9
Жаропрочные сплавы
497
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева <Тв кгс/мм? 6 кгс • м[см2
темпе- ратура °C время час
%
Отожженный Исходное со- НО 16 45 4
стояние
400 10 000 115 15 35 3
150-00 120 12 20 2
20 000 120 8 10 2
30000 120 5 8 2
450 2 000 118 8 15 3
Закаленный и Исход! лое со- 123 12 43 4
состаренный стояние
400 6 000 130 12 30 2
10000 130 10 20 2
15 000 135 4 7 1,2
30000 135 2 5 0,7
Физические свойства
Плотность </=4500 кг/м3. Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20- 200 20— 300 20— 400 20— 500 20- 600 20- 700 20— 800
a-10s \/град 9,2 9,3 9,5 9,7 9,9 10,1 10,2 10,3
9,2 9,5 9,8 10,0 10,3 10,5 — —
Температура, °C 100— 200 200 — 300 300- 400 400— 500 500— 600 600—700 700-800
а-106 \/град 9,5 9,9 10,2 10,7 11,2 11,1 10,5
9,8 10,3 10,9 11,4 11,4 — —
Примечание. Первая строчка — отожженное, вторая — закаленное и со-
старенное состояния.
32 2606
498
Глава II. Титановые сплавы
ПГГ. 1ц
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C j 25 100 200 300 400 500 600 700
Л вт/м • град I 8,0 8,8 10,1 11,3 12,6 14,2 15,5 16,8
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 | 500 600 700
с кдж/кг-град 0,461 0,503 0,545 0,608^ 0,670 0,712 —
Удельное электросопротивление при 20?С
р • 10e= 136 ом-см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура | °C Выдержка час Условия охлаждения
Неполный отжиг 530—620 0,5—4 На воздухе, в ар-
гоне
Изотермический 870—920 1—4 В печи (или пере-
ОТЖИГ нос в другую печь)
4- до 650°С
600—650 2 На воздухе
Двойной отжиг 870—920 1—4 То же
+
550—600 2—5 >
Закалка 840—900 1—4 В воде
Старение 500—620 1-6 На воздухе
* Инструкция ВИАМ № 685-69.
Жаропрочные сплавы
499
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка Ковка предварительно деформированной заготов- ки диаметром (в мм); 1180 850 >40 На воздухе
. до 100 1000—880 820 40—50 **, 7Q **# То же
более 100 1100—1020 850 40—50**, 70 *** »
Штамповка на прессе 930 —950 800 40-60 »
Штамповка на молоте 940—980 850 40—60 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
* * Деформация в а+0-области.
* ** Деформация в 0-областн.
Температура полного полиморфного превращения 950—1000°С.
Свариваемость
Свари- ваемый мате- риал Метод сварки Толщина мм Приса- дочный материал Термиче- ская обра- ботка после сварки Механические свойства сварного соединения
Зв.св кгс] ММ2 ак шва kzc-mJcm2 ° 100 кгс/мм?
ВТЗ-1 + +ВТЗ-1 элс 5-10 — Отжиг при 800—850°С, 1—2 час, охлажде- ние на воз- духе 0,9 ов ос- новного ма- териала >2,5 0,9 о- Joo основ- ного ма- териала
ААрДЭС 5-10 СПТ2, ВТ20-2 То же 0,85 Ов ос- новного ма- териала >4 0,75 tfioo основ- ного ма-
ВТ2 » 0,75 Св ос- >6 тернала
новного ма-
териала
* ffioo при 300 н 400°С.
32*
500
Глава II. Титановые сплавы
Применение
Детали, длительно работающие при температурах до 400°С (6000 час) в
отожженном и термически упрочненном состояниях, при 450°С — 2000 час в
отожженном состоянии и 100 час в термически упрочненном состоянии, а также
силовые и крепежные детали и сварные узлы.
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела текучести
сплава ВТЗ-1 прн комнатной и высоких температу-
рах. Пруток, Св = 100 кгс/мм2.
Жаропрочные сплавы
501
а)
впц
Рис, 2. Зависимость механических свойств сплава
ВТЗ-1 от температуры испытания (<тпц, сто,2> Ов> Е
в % от показателей при комнатной температуре).
“-’пи. "о,2’ °в> Е ; 6 ~ 8’
502
Глава IL Титановые сплавы
Рис. 3. Кривые ползучести сплава ВТЗ-1 при 300 и 400°С
за 100 час (а) и при 300, 400 и 450°С за 600 час (б).
Жаропрочные сплавы
503
Рис. 4. Длительная прочность сплава ВТЗ-1 при высоких тем-
пературах:
изотермический отжиг;-------закалка+старение.
504
Глава П. Титановые сплавы
бнгс/мм1!-
Рис. 5. Предел ползучести сплава ВТЗ-1 при 300,
400 и 450°С (остаточная деформация 0,2 %):
- — ’— изотермический отжиг, ----закалка 4- старение.
Рис. 6. Малоцикловая усталость сплава ВТЗ-1 (Gmin/°mait=0.1|
п=8 цикл/мин) при комнатной температуре. Пруток диаметром
20 мм:
А — без наклепа, X — после наклепа дробью.________________
Жаропрочные сплавы
505
Рис, 7. Механические свойства сплава ВТЗ-1 при низких тем-
пературах:
1— изотермический отжиг при 870сС—1 час, охлаждение до 650 С,
выдержка 2 час, охлаждение на воздухе; 2 — закалка с 880 С (1 час,
в воде, старение при 550°С — 5 час, охлаждение иа воздухе.
506
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 8. Влияние термической обработки на свойства
сплава ВТЗ-1 при высоких температурах. Пруток диа-
метром 14 мм:
ф -изотермический отжиг, С..—закалка + старение.
Рис. 9. Влияние термической обработки на предел выносливости сплава ВТЗ-1 при комнатной температуре (а) и
при 400°С (б):
• —закалка с 880’С (1 час) в воде+старение при 550°С, 5 час, 0 — изотермический отжиг при 870°С — 1 час, охлаж-
дение до 650°С, выдержка 2 час, охлаждение на воздухе.
508
Глава 11. Титановые сплавы
Рис. 10. Влияние продолжительности нагоева прн 400°С на
свойства (<Тв [кгс!ммг\ ip, б) сплава ВТЗ-1 в термически уп-
рочненном и отожженном состояниях при комнатной темпе-
ратуре. Пруток диаметром 14 мм.-.
в — закалка с 880’С (1 час) в воде+стареиие при 550°С — 5 час, о
изотермический отжиг при 870°С—I час, охлаждение до 650°С, вы-
держка 2 час, охлаждение иа воздухе.
Жаропрочные сплавы
509
Грн
Рис. 11. Секундная прочность сплава ВТЗ-1 при высоких
температурах. Пруток диаметром 14 мм после изотермиче-
ского отжига.
510
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 12. Влияние микроструктуры и термической обра-
ботки иа предел выносливости сплава ВТЗ-1 при ком-
натной температуре (на базе 107 циклов). Верхняя
цифра — образцы гладкие, нижняя — образцы с надре-
зом (ги =0,75 мм):
I, И, Ш —типы структуры. См. рис. 16
)////1 —изотермический отжиг, I\\| — за-
кал ка+старение.
Рис. 13. Длительная прочность болтов М8Х1.25 из сплава ВТЗ-1 при
450°С (б):
• — I тип. ° — II тип.
Жаропрочные сплавы
511
бкгс/мм^
90 862- 80 70 6П а)
б кгс/ммг
60 50 9-8, 2' ЭД 30 — В) 1 Irmin [}^3 W тип —
—
--
10 20 30 9-0 50 60 10 80 90 100 час
Рис. 14. Релаксация напряжений при растяжении в болтах
М8Х1.25 из сплава ВТЗ-1 при комнатной температуре (а) и при
450®С (б):
------ I ТИП, — ‘—• — II тип.
512
Глава /I. Титановые сплавы
6mat K'ic/мм^ б,пах кгс/м/w2
Рис. 15. Влияние степени асимметрии на малоцикловую уста-
лость при растяжении болтов М8Х1.25 из сплава ВТЗ-1 при ком-
натной температуре (а) и при 450°С (б):
--------— I тип,----II тип.
f L . 1
— 4 -
° m сг!/С?mat “ 1 —
1
-t-f —L...
1
Жаропрочные сплавы
513
Рис. 16. Типы микроструктуры сплава ВТЗ-1. Х300:
I — равноосная II — мелкоигольчатая «корзиночного пле-
тения», III — грубоигольчатая.
Рис. 17. Влияние структуры на длительную прочность сплава ВТЗ-1:
-------------- изотермический отжиг,----------закалка + старение.
I, II, III—типы структуры.
зз 2606
514
Глава II. Титановые сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТ8
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Ti А1 Мо Si С Fe Zr о2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 6,0—7,3 2,8—3,8 0,20—0,40 0,10 0,30 0,50 0,15 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- фабриката Состоя- О ТО о Й и Е- s Ов 65 ф 1 О50 °Тоо НВ
ТУ, ост ние конт- рольных образцов Он ТО § S Кгс/ММ* % S ТО Q * кгс/мм* (^отп) мм
Н s не менее
Пруток катаиый диаметром 10—60 мм АМТУ 451-67 Отож- женные 20 450 500 100—120 >75 >60 9 30 3 — 65 50 3,2—3,7
Зака- ленные и соста- ренные * 20 >120 6 20 2 — — 3,0—3,3
Пруток катаный крупногаба- ритный диа- метром (в мм): 65—100** ТУ1- -92-6-72 Отож- женные 20 100—120 9 25 3 3,2—3,7
101—130*** 95—120 7 16 3 — -- 3,2—3,7
Пруток кованый диаметром или со сто- роной квад- рата (в мм): 65—100** АМТУ 534-67 То же 20 450 500 100—420 >/э >60 9 25 3 1 — 65 50 3,2—3,7
Жаропрочные сплавы
515
Продолжение
о б6 ф сч ©so °юо
Вид полу- фабриката Состоя- « °
ТУ, ОСТ ние конт- рольных образцов 1ерату] ггания, <Тв кгс/ммг % в кгс!ммг НВ (^отп) мм
с
Н s не менее
101—150*** Отож- 20 95-120 7 16 3 3,2—3,7
151—250*** женные 95—120 6 16 3 — — 3,2—3,7
Пруток и ОСТ1 То же 20 105—125 11 30 3 3,2—3,7
заготовка для лопаток 90006—70 450 >75 — — — 67 65
500 >60 — — — 52 50 —
Штампе- ОСТ1
ванная ло- патка 90002—70
крупно- 20 >100 10 30 3 — 3,2—3,7
или мало-
габаритная
малога- После 20 >120 6 20 2 . 3,0—3,4
баритная ВТМО и старения
Штампо- АМТУ Отож-
ванный диск весом (в кг): 548-69 женные
до 25 20 >100 8 22 3 — —. 3,2—3,7
26—50 >98 8 20 3 — — 3,2—3,7
51—100 >95 8 18 3 — — 3,2-3,7
101—200 >95 6 16 3 — — 3,2-3,7
450 >68 — — — 61 58
500 >55 — — — 48 45 —
Штампов- ОСТ1 То же
ка и поков- 90000—70
ка толщи- ной (в мм):
до 100** 20 100—125 9 25 3 — — 3,2—3,7
10'1—150*** 95—120 7 16 3 — — 3,2—3,7
151—250*** 95—120 6 16 3 — — 3,2—3,7
450 >68 — — 61 58
33* 500 >55 — — 48 45 —
516
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу-
фабриката
ТУ, ОСТ
Состоя-
ние конт-
рольных
образцов
65
СГ50 СГюО
<Тв
кгс/мм1
кгс/мм1
НВ
(^отп)
мм
ие менее
Кольцо
цельнорас-
катное
Кольцо
сварное с
шириной
полки (в
мм):
до 80
более 80
сварной
шов
ОСТ1
Отож-
10043—72 женные
АМТУ То же
529-12-68
20 105—125
105—125
20 95—125
3
2,5
2,0
3,2—3,7
3,2—3,7
3,2—3,7
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении.
*** в поперечном направлении.
Механические свойства
при различных температурах
Вид полу- фабриката Состояние то >> к S то я CU то ф н Е Зпц 30,2 <Тв 65 ф д
е з ги 54
г4 5 0 кгс/мм1 16 Я о
Пруток Отожжен- -196 ___ 155 165 6 25 2,9
кованый диаметром НЫЙ -70 — — — 120 130 9 30 4,4 4400
до 60 мм 20 12000 12900 78 95 110 12 40 3-6
(микро- структур а 300 10050 — 55 — 88 12 52 — —
II типа) 400 10000 11200 45 65 82 12 54 — —
450 9500 10900 41 — 80 12 55 — —
500 9000 10800 38 57 75 12 60 — ---
550 8500 10700 30 53 72 16 68 —
Жаропрочные сплавы
517
Продолжение
Вид полу- Состояние ература тания °C Е ^пц 30,2 Ов 86 ф
фабриката С 2 s с 5 га
ф ф г- S л ггс/мм v0 а ©
Пруток Отожжен- 600 8000 15 40 68 18 76
кованый ИЫЙ 650 60 22 80
диаметром
до 60 мм 700 — — — — 40 40 85 —— —
(микро- 800 20 80 92
структура
II типа) Закален- 20 — — — по— 120— 6 20 — —
ный и со- 130 140
старенный 300 — — — 90 100 10 40 — —
400 — — — 85 95 12 50 — —
450 — — — 80 90 12 50 — —
500 — — — 78 87 12 50 —
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабри- Состоя- ература тания Оюо 0500 О2000 Сю ооо _И аюо ° 0,2/500 30,2/2000
ката ние с й S Ф О с J Н Ко кгс/мм2 кгс/мм 2
Пруток кованый Отож- женный 20 — — — — > 1 — — —
диамет- ром 450 70—75 63-70 61 ОО >1 48 38 30
До 60 мм 500 550 50—55 38 40-45 32 — >1 25 8-10 20 10
(микро- структу- ра II ти- па) Зака- ленный и соста- ренный 500 58 43 36 — — — — —
518
Глава II. Титановые сплавы
Вид
полу-
фабри-
ката
Состоя-
ние
О—!, кгс/мм2, на базе, циклы
105 10е 107 2-Ю7 108 2-10» 5-10»
на базе
2-107 цик-
лов
кгс/мм2
Пруток
кованый
диамет-
ром
до 60 мм
Отож- 20
женный 3QQ
400
500
45
29
27
28
Зака-
ленный
и соста-
ренный
Отож-
женный*
20
400
* При асимметричном нагружении, ост=20 кгс!мм2.
Секундная прочность
Вид полу- Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C 3120" ст180” а300"
фабриката кгс]мм2
Пруток диа- метром до 60 мм Отожженный 600 700 800 65 38 20 61 34 16 60 32 15 59 31 13
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева о» кгс)мм2 s5 ф кгс-MicM2
темпе- ратура °C время час
°! )
Отожжен- Исходное со- ПО 15 40 4,5
ный пруток стояние
500 100 110 15 36 4,2
500 110 15 . 34 3,8
2 000 112 12 31 3,0
6 000 115 10 24 2,6
Жаропрочные сплавы
519
Физические свойства
Плотность с/=4480 кг/лг3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20—100 20—200 20—300 20—400 20-500 20—600
а-106 1/град 8,3 8,6 8,7 8,8 9,1 9,5
Температура, °C 100—200 200—300 300—400 400—500 5оо-еоо
а-106 \/град 8,8 8,9 9,4 10,4 10,9
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 300 400 500 600 700
X вт/м-град 7,1 8,4 9,6 11,3 12,6 14,2 15,5 16,8
Удельная теплоемкость
Температура, °C. 100 200 300 400 500
с кдж)кг-град 0,503 0,545 0,587 0,608 0,628
520
Г лава II. Титановые сплавы
Удельное электросопротивление при 20°С
р • 106= 161 ом-см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Неполный отжиг 530—620 0,5—4 На воздухе, в ар-
гоне
Двойной ОТЖИГ 920—950 1—4 На воздухе
570—600 1 То же
Закалка 920—940 1—4 В воде
Старение 500-600 1-6 На воздухе
Изотермический от- 920—950 1—4 В печи (или пере-
ЖИГ нос в другую печь)
-f- до 570—600° С
570—600 1 На воздухе
* Инструкция ВИАМ № 685-09.
Температура полиморфного превращения 980—1020°С.
Горячая обработка давлением*
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка 1180 900 >40 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки диаметром (в мм):
до 100 более 100 1020—1000 1100—1020 850 900 40—50 **, 7Q *** 40—50**, 7Q *** То же »
Штамповка на прессе 1000—960 850 40—60 »
Штамповка на молоте 980—950 SOO 1 40—60 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
** Деформация в а+р-области.
*** Деформация в р-области.
Жаропрочные сплавы
521
Свариваемость
Свари- 1 i Приса- Термическая обработка Механические свойства сварных соединений
ваемые мате- Ж S дойный мате- лн 530°
риалы 6 £ о риал после сварки О'в кгс/мм2 шва кгс-м/см2 а100 кгс/мм2
ВТ8+ВТ8 элс 4—10 Без присад- ки Отжиг при 920—950°С, 1 час, охлаж- 0,9 св основно- го мате- 3,0—4,5 по „ 500 0,9 a i00 основно-
дение на воз- духе + при 590—620°С, 1 час, охлаж- риала го мате- риала
дение на воз-
духе
Применение
Детали, длительно работающие в отожженном состоянии при температурах
до 500°С (6000 час), в термически упрочненном — до 450°С (6000 час) и при
500°С (100 час), а также сварные узлы.
522
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 1. Диаграммы растяжения сплава ВТ8 до
предела текучести. Пруток кованый диаметром
22 мм, отожженный.
Жаропрочные сплавы
523
Рис. 2. Кривые ползучести сплава ВТ8 при 450 (а).
500 (б) и 550°С (в). Пруток кованый диаметром
22 мм, отожженный.
Рис. 3. Длительная прочность сплава ВТ8 прн комнатной и высоких
температурах. Пруток кованый диаметром 14 мм, отожженный.
(По данным ВИАМ, ЦКТИ, ЦНИИТМАШ и завода).
Глава //. Титановые сплавы
Жаропрочные сплавы
525
Рис. 4. Кривые выносливости сплава ВТ8 при
комнатной температуре (а) и при 500°С (б).
Пруток кованый диаметром 15 мм, отожженный:
° — гладкие образцы; — образцы с надрезом,
гн мм-
526
Глава II. Титановые сплавы
G кгс/мм7
300 , 401J 500 500 100 800 300 1000 °C
Рис. 5. Секундная прочность сплава ВТ8 в зависимости от
температуры (а) п времени (б) испытания. Пруток отожжен-
ный.
Жаропрочные сплавы
527
I Л ш
Рис. 6. Влияние микроструктуры на предел вы-
носливости сплава ВТЗ при комнатной темпера-
туре (а) и при 500°С (б):
I, II, Ш —типы структуры.
Ш'Л - гладкие образцы: □ — образцы с надрезом,
—0,75 мм.
528
Глава II. Титановые сплавы
Рис 7. Влияние микроструктуры на ползучесть сплава
ВТ8 при 500°С и <т = 30 кгс/мм2-.
I, II, III —типы структуры.
Рис. 8. Влияние микроструктуры на длительную прочность
сплава ВТ8 при 500°С. Пруток кованый диаметром 14 мм,
отожженный:
I, II, III —типы структуры.
Жаропрочные сплавы
529
Рис. 9. Влияние микроструктуры па механические свойства
при комнатной температуре сплава ВТ8 после длительных
нагревов при 500°С:
I, II, III—типы структуры.
34 2606
530
Глава II. Титановые сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТ9
Химический состав в % по ОСТ1 90013—71
Ti А1 Мо Zr Si С Fe О2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Осно- ва 5,8-7,0 2,8—3,8 0,8—2,5 0,2—0,35 0,10 0,25 0,15 0,05^0,015 0,30
Механические свойства по ТУ и ОСТ
Вид полу- фабриката Состоя- и ТО ° >» к Н S Св 66 ф ан кгс • м/см2 °50 О100 НВ
ТУ, ОСТ ние конт- рольных образцов ТО X 05 О) н S 2 2 с кгс/мм2 /о кгс/мм2 (^ОТП ) ММ
Н s н менее
Пруток катаный диаметром 10—60 мм АМТУ 451-67 Отож- женные Зака- ленные и соста- ренные* 20 500 20 105—125 >70 >120 9 6 30 20 3 2 — 60 3,2—3,7 3,0-3,4
Пруток катаный крупногаба- ритный диа- метром (в мм): 65—100** 101 — 130*** ТУ1- -92-6-72 Отож- женные 20 105—125 100—125 9 6 25 14 3 3 1 1 ! 1 3,2-3,7 3,2-3,7
Пруток кованый диаметром или со сто- роной квад- рата (в мм): 65—100** 101—150*** 151—250*** АМТУ 534-67 То же 20 500 20 105—125 >70 100—125 95—125 9 6 6 25 14 14 3 3 3 — 60 СО СО 1111 CM CN со" СО
Жаропрочные сплавы
531
Продолжение
Вид полу- фабриката Состоя- тура ия, °C Пв ф O'SO Оюо НВ
ТУ, ост ние конт- рольных образцов сз д О- СЗ си е- с з кгс/мм2 % 6 s а кгс/мм2 (^отп) мм
Н s не менее
Пруток и заготовка для лопаток диаметром (в мм): до 50 50 и более ОСТ1 90006—70 Отож- женные 20 105—L25 105-1'25 11 и 33 28 3 3 — — 3,2—3,7 3,2—3,7
500 >70 — — — 60 57 __
Штампо- ванная ло- патка ОСТ1 90002—70 То же
малога- баритная После ВТМО и старения 20 20 >105 >120 10 6 30 20 3 2 — — 3,2—3,7 3,0—3,4
крупнога- баритная Отож- женные 20 >105 9 22 о — -- 3,2—3,7
После ВТМО и старения 20 >122 6 17 2 — 3,0—3,4
Штампо- ванный диск весом (в кг): АМТУ 548-69 Отож женные
до 25 20 >105 8 22 3 — — 3,2-3,7
26—50 >105 8 20 3 — — 3,2-3,7
51—100 >103 8 18 2,5 — 3,2—3,7
Ю1—200 >100 6 16 2,5 — — 3,2—3,7
500 >70 — — 63 60 —
34*
532
Глава II. Титановые сплавы
Продолжение
Вид полу- фабриката ТУ, ост Состоя- ние конт- рольных образцов Температура испытания, °C ав кгс! мм2 б5 Ф <N 5? ж «3 « 0=0 СТ100 НВ (^отп) мм
% кгс/мм2
не менее
Штампов- ка и поков- ка толщи- ной (в лш): ОСТ1 90000—70 Отож- женные
до 100** 20
101—150***
151—2'50*** 500
Кольцо цельнорас- катное ОСТ1 90043 -72 То же 20
Труба с внешним диаметром (в мм): СТУ 628-70 »
89 20
95
* Свойства факультативны.
:* В продольном направлении.
В поперечном направлении.
105—125 9 25 3 3,2—3,7
100—125 6 14 3 — — 3,2-3,7
95-125 6 14 3 — 3,2—3,7
>70 — — — 63 60
>100 8 20 2,5 — 3,2-3,7
>105 10 18 3
>95 9 20 3
Жаропрочные сплавы
533
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид Состоя- ся сх >> к е- s Е £'д °пц °0,2 # в б5 бы ф
полу- фабри- ката ние Темпера испытан °C кгс/мм2 %
11руток дна мет- Отож- женный 20 12000 13600 75 95- 115 105— 125 10-14 8-12 30
ром до 60 лпм 400 450 10800 10600 11700 11400 52 45 67 66 ОО оо о 1 1 ьэ 04 1 1 14 8 8 50 55
500 10000 11100 42 60 75-78 14 8 60
550 9600 10800 40 57 70—73 15 9 62
600 9000 10500 30 53 67—70 16 10 66
700 — — — 25-30 40-48 15—30 — 70—85
800 __ — — 10-15 15-20 60-80 95—100
Зака- ленный 20 — — 110- 130 120— 140 6-10 — 20-30
и соста-
репный
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние Температура испытания °C (г н = =0,1 мм) G кгс/мм2 И "ср кгс/мм2 ан кгс-м/см2
Пруток диамет- ром до 60 мм Отож- женный 20 1,36 4 400 0,34 70—80 3—b
Зака- ленный и соста- ренный 20 2—4
534
Глава II. Титановые сплавы
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состоя- Темпе- ратура 0100 0500 Оюоо 02000 05000
фабриката ние НИЯ кгс/мм2
°C
Прутки кова- Отож- 350 79-82 79-82 7V-&2. 79—82 79—82
ные и катаные (микрострук- женные 400 78-80 — — —
тура II типа) 450 74-80 69—74 67—72 65—70 63—68
500 60-68 46-55 42-50 39—46 34—40
Пруток ката- Отож- 500 57 — — —
ный диаметром 60 мм (микро- структура I ти- па) женный
Штамповка После ВТМО 450 90 76 72 70 —
Состоя- ние и ся 0 °-1 ’н-1
Вид полу- фабриката сх * >> к S ся Я СХ СЯ Е S S е °0,2'100 °0,2/500 °0,2/1000 °0,2/2000 на базе 2 -107 цик- лов
Н s кгс/мм2
Прутки Отож- 20 — — — — 54 35-40
кованые и катаные (микро- женные 350 450 59—62 50 59—62 45-48 СП О <£> 1 L to NO 59—62 38 —
структура II типа) 500 35—40 28—30 22 18 42-45 25-30
Зака- 450 45 40 35 — — —
ленные и соста- ренные
Пруток катаный Отож- женный 500 26-28 — — — — —
диаметром 60 мм (ми-
крострукту- ра I типа)
Штампов- ка После ВТМО 450 47 41 38 — — —
Жаропрочные сплавы
535
Секундная прочность и ползучесть
Вид полу- Состояние Темпе- ратура а60" а120” °200" э300"
фабриката НИЯ
°C кгс[мм2
Пруток Отожжен- 600 86 84 82 80 78
кованый ный 700 58 53 49 46 44
750 42 36 33 30 28
800 30 25 22 20 18
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим иагрева ов кес/жм2 ф ан кгс м/см2
температура °C время час
'о
Отожженный Исходное состояние 112 10 40 4
500 100 115 9 35 3,8
500 120 8 25 2,5
Физические свойства
Плотность <2=4510 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C j 20-100 20—200 20—300 20-400 [ 20—500 20—600
а • 10s \/град j 8,3 8,8 9,0 9,2 9,5 9,6
Температура, °C 100—200 200—300 300—400 400—500 500—600
a • 10s 1 /град 9,3 9,4 9,9 10,3 10,3
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 300 400 500 600 700 800 900
X вт/м-град 7,5 8,4 9,6 10,9 12,2 13,8 15,1 16,3 18 19,7
536
Глава II. Титановые сплавы
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600
с кдж/кг-град 0,545 — 0,587 0,608 0,628 0,650
Удельное электросопротивление при 20° С
р 10б= 161 ом-см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Неполный отжиг 530—620 0,5—4 На воздухе, в ар-
Двойной отжиг 950—980 1—4 гоне Па воздухе
+ 530^580 6 То же
Закалка 920—940 1-4 В воде
Старение 570 6 На воздухе
Изотермический от- 950—980 1—4 В печи (или пере-
ЖИГ + 530—580 6 пос в другую печь) до 530—580°С На воздухе
* Инструкция ВИАМ № 685-60.
Температура полиморфного превращения 980— Ю20°С.
Жаропрочные сплавы
537
Горячая обработка давлением*
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформа- ции за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка Ковка предварительно деформированной заго- товки диаметром (в жж): изо 900 40 На воз- духе
до 100 1020—1000 8'50 40—50 **, 70 *** То же
более 100 1100—1020 900—850 40—50 **, 70 *** »
Штамповка на прессе 980—950 800 40—60 »
Штамповка на молоте 1000—960 850 40—60 »
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
** Деформация в а+Р-области.
*** Деформация в ^-области.
Свариваемость
Сваривае- мые мате- риалы Метод сварки Толщина мм Термическая об- работка после сварки Механические свойства сварных соединений
& в кгс/мм2 кгс-м/см2 500’ °100 KCCfM.M'1'
ВТ9 + ВТ9 зле 10 Отжиг при 950°С, 1 час, ох- лаждение на воз- духе до 530°С, выдержка 6 час, охлаждение иа воздухе 0,9 Ов основно- го мате- риала 2,5 п W00° и’уаюо основно- го мате- риала
Применение
Детали, длительно работающие в отожженном состоянии при температурах
до 500°С (500 час} и до 55()°С (100 час}, в термически упрочненном — до 450°С
(1000 час} и до 500°С (100 час}- детали разового действия—при температурах
До 700°С, а также силовые, крепежные детали и сварные узлы.
538
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела тек¥-
чести сплава ВТ9. Пруток кованый диаметром
22 мм, отожженный. Микроструктура «корзиноч-
ного плетения».
Жаропрочные сплавы
539
50 100 Z00 300 500 WOO WOO . 5000 час
Рис. 2. Длительная прочность сплава ВТ9 при температурах
500—650°С за 100 час (а) и при 450 и 500°С за 100—
5000 час (б)..
540
Глава II. Титановые сплавы
Час
Рис. 3. Кривые ползучести сплава ВТ9 при 500°С за
100 час. Микроструктура II типа.
Жаропрочные сплавы
541
Рис. 4. Кривые выносливости сплава ВТ9 при комнат-
ной температуре (а) и при 500°С (б). Пруток кованый:
О — образцы гладкие, «—образцы с надрезом. гн=0,75 мм.
542
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 5. Механические свойства сплава ВТ9 при комнатной
температуре после длительных нагревов при 450, 500 и
550°С в течение:
1 — 100 час; 2 - 500 час; 3, 4 ~ 20С0 час; (3 — заготовка, 4 — го-
товый образец из прутка кованого диаметром 12 мм).
Жаропрочные сплавы
543
б кгс /ммг
50 а)
ад V —— 8Т9
30 — — ~ - — — —— — U96! (&HQ4 - 48 5 кгс/мтг)
10
Рис. 6. Релаксация напряжений при растяжении болтов
М8Х1.25 из сплава ВТ9 при 500°С и начальных напряжениях
48,3 (а) и 59 лгс/лглг2 (б).
Рис. 7. Длительная прочность болтов М8Х1,25 из сплава
ВТ9 при 500°С.
544
Жаропрочные сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТ18
Химический состав (в %) по ОСТ1 90013—71
Ti А1 Мо * Zr Nb * Si С Fe о2 n2 н2 Сумма прочих примесей
не более
Осно- ва 7,2- 8,2 0,2— 1,0 10,0- 12,0 0,5- 1,5 0,05— 0,18 0,10 0,15 0,15 0,05 0,015 0,30
* Суммарное содержание молибдена и ниобия должно находиться в преде-
лах 0,9—2,1%.
Механические свойства по ТУ (не менее)
Вид полу- фабри- ката ТУ Состоя- ние Температура испытания °C <Тв кгс/мм2 65 Ф ан кгом/см2 СаО кгс/мм2
%
Пруток катаный диамет- ром 25— 35 мм ТУ 15026-72 Отож- женный 20 600 95-115 66 10 25 1,6 30
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабри- ката Состоя- ература тания, °C Е Ед °0,2 Св б5 610 ф сч НВ (^отп)
иие Темп испы кгс/мм2 % мм
Пруток диамет- Отож- женный 20 12000 13200 95— 115 100— 120 10- 16 8- 11 25- 45 2-4 3,2-3,5
ром 14— 400 9800 11300 71 90 10 6 25 — —
500 9500 10850 69 88 13 6 25 — —
600 8500 10300 50 77 13 6 25 2,5 —
700 6500 9860 38 65 20 13 50 — —
800 5700 9300 14 38 40 30 80 — —
Жаропрочные сплавы
545
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состоя- ние емпература лштання <5100 СТ.500 _н °100 °0,2,1100 °0,2,500 а-i <i
на базе, циклы
5100
2-Ю7 107
Н S о кгс/мм2
Пруток диа- Отож- 20 — — 1,3 — — 48-52 36—38
метром 14— 35 мм с микрострук- женный 500 550 65-70 50 60 35—41 — 37 20—22 11-13 — —
турой «корзиночно- го плетения» 600 650 30-33 19 18-21 10—12 1,4 10—12 7 5 3 40-43 30—33
равноосной 550 43—45 33—35 — 17- 19 7-8 — —
600 28—30 17—19 — 8-9 3-4 — —
Секундная прочность
Вид полу- Состояние Темпе- ратура ° 30" °6О" °120" °180" | а300"
фабриката НИЯ °C кгс/мм2
Пруток диаметром 14 мм Отожжеи ный 700 800 900 1000 74 48,5 26,5 6,5 71 44 21,5 5,5 67 38 18 4,5 65,5 34,5 16 4 62,5 31,5 14,5 3
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов*
Состояние материала Режим нагрева СТв кгс/мм2 65 ф кгс-м1см2
темпе- ратура °C время час
0
Отожженный Исход стояние ное со- 95—115 10—1'6 25-45 2—4
600 100 95—115 9—13 21—28 1,5—2,5
500 95—115 7—13 14-28 —
* Нагрев заготовок под образцы.
35 2606
- 546
Глава II. Титановые сплавы
Физические свойства
Плотность г/=4540 кг/я?.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20— 100 20— 200 20— 300 20- 400 20— 500 20— 600 20— 700 20- 800 20- 900
а-106 1/град 9,0 9,3 9,5 9,8 10,0 10,2 10,4 10,7 10,9
Температура, °C 100— 200 200— 300 ЗОО- ТОО 400— 500 500— 600 600- 700 700— 800— 800 900
а-106 i/град К 9,6 э э ф ф 9,9 j 10,4 ициеит те 11,0 П Л О II 11,0 О В О 11,7 1 Н о С 1 1 13,1 | 12,6 и
Температура, °C 25 100 200 300 400 500 600 700 800 900
X вт/я-град 7,1 У 7,9 дель 9,6 и а я 10,9 теп 12,^ л о е 13,8 М К О с 15,1 т ь 16,7 18Л 20,1
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кдж/кг-град 0,503 0,515 0,608 0,670 0,712 0,755 0,795 0,838 0,880
Удельное электросопротивление при 20°С
р • 106= 176 оя-ся
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг 900—980 1—4 На воздухе
Двойной отжиг 900—980 1—4 То же
+
600 6 >
Инструкция ВИАМ № 685-69.
Жаропрочные сплавы
547
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации °C Степень деформации за один нагрев % Условия охлаждения
начала окончания
Ковка слитка 1180 950 >40 На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготов- ки 1100—1040 950 30—50** То же
Штамповка на молоте 1010—1030 900 40—60 »
Штамповка на прессе 980—1020 900 40—60
* Инструкция ВИАМ № 680-70.
** Деформация в р-области.
Свариваемость
Свариваемый материал Метод сварки Толщина мм Термическая обработка после сварки Механические свойства сварных соединений
о„ кгс]мм2 ак шва Kcc-MjCM2 „600° а100 кгс/мм2
ВТ18+ВТ18 зле 10 Отжиг при 900°С, 1 час 0,9 ав основно- го мате- риала . 1,7 О й„600° основно- го мате- риала
Применение
Детали, длительно работающие (до 500 час) при температурах до 600°С;
детали разового действия (5 мин) — при температурах до 800°С, а также свар-
ные узлы.
Примечание. Для изготовления крупных деталей сложной конфигура-
ции (диски, лопатки и др.), а также сварных узлов с повышенными требования-
ми к пределу ползучести, термической стабильности при температурах 500—
600°C и ударной вязкости следует применять сплав ВТ18У.
Характеристики сплава ВТ18У и рекомендации к его применению выдаются
по запросу.
35*
548
Глава 11. Титановые сплавы
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела те-
кучести сплава ВТ18 при комнатной и высоких
температурах. Пруток, ав = 103 кгс/мм2.
Рис. 2. Длительная прочность сплава ВТ18 при высоких тем-
пературах.
Жаропрочные сплавы
549
(б).
550
Глава II. Титановые сплавы
Рис. 4. Секундная прочность сплава ВТ 18 при высоких
температурах.
Жаропрочные сплавы
551
Рис. 5. Кривые выносливости сплава ВТ 18 при
комнатной температуре и при 600°С:
------ образцы гладкие,----образцы с надрезом.
552
Глава II. Титановые сплавы
ЖАРОПРОЧНЫЙ СПЛАВ ВТ25
Химический состав в %
Ti А1 Мо Zr Sn W Si Cr Fe С o2 n2 H2 Re Сумма прочих примесей
не более
Основа I 6,2- 7,2 1,5— 2,5 0,8- 2,5 0,8- 2,5 0,5- 1,5 О 1 o' 0,5 0,15 0,06 0,15 0,04 0,005 0,10 0,30
Механические свойства по СТУ (не менее)
Вид полу- фабои- СТУ Состоя- :ература тания, °C Ов кгс/мм2 ё5 ф йн кгс-м/см2 м НВ (<^отп)
ката ние Темп испы % о со & а
Пруток СТУ Отож- 20 105—125 10 20 3 — 3,1—3,4
женный 500 75 — — 62 —
Штам- СТУ 20 100—120 8 18 3 — 3,1—3,4
повка 500 75 — — — 65 —
П р и м е ч а н и е. Механические свойства опытной партии факультативны.
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- Состоя- ез л 5 If Е ст0,2 С>в fis* ф НВ
фабри- ката ние S с S О <D К н кгс/мм2 % К кгс/мм2
Пруток Отож- 20 12000 95—115 105—125 10-15 20-30 3-6 320—390
дпамет- женный 400 10000 70—80 90—96 10—15 2а—35 — —
ром 18— 500 9000 65—75 85—90 10-15 40—50 — —
22 мм 550 8700 62—72 80—85 10-15 43-55 —
(микро- 600 8500 60—70 65—80 10-15 45—60 — —
структу- 700 — 25—30 40—50 13-17 80-90 — —
pa II ти- па) 800 — 10—15 15—20 — — — —
* При всех указанных температурах 610=8—10%.
Жаропрочные сплавы
553
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние Температура испытания °C Стюо Озоо ° 100 °100 ^0,2/100 с0,2/500 a-i ’ll
на цик 2-Г07 базе лов 107
кгс/мм2
кгс/мм2
Пруток диамет- ром 14— 22 мм (микро- структу- ра II ти- па) Отож- женный 20 450 500 550 600 85 70-75 44 24 60 40 ! 1 1 Гм 56 36 17 7 28 6 g 1 I i Г СЯ 24-28 22
Механические свойства
при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева ов кгс/мм2 1|5 ан кгс-м/см2
темпера- тура °C время час
( /о
Отожженный Исходное состояние 105 10 25 4
500 100 105 9 25 3
500 108 8 25 3
2000 108 8 25 3
3000 ПО 7 15 2,7
6000 115 5 10 2,5
550 100 105 9 25 3
500 108 8 25 3
2000 108 8 20 3
3000 ПО 7 15 2.7
554
Глава II. Титановые сплавы
Физические свойства
Плотность d=4500 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20— 200 20— 300 20— 400 20— 500 20- 600 20— 700 20— 800 20 900
а-106 1/град 8,1 8,4 8,6 8,8 9,0 9,3 9,5 — -
Температура, °C 100—200 200- -300 300—400 400- 500 500 —600 600- -700
a-10s М.град К 8,6 О э ф Ф И I 9,0 г и е н т т е 9,5 п л о п р 10,0 оводно 10,4 с т и 10,9
Температура, °( 25 100 200 300 400 500 600 700
Л вт/м-град Уд 6,27 е л ь н 7,54 а я те 8,79 п л о е 10,0 м к о с и, т ь 1 13,4 14,6 16,3
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700
с кдж{кг-град 0,544 0,586 0,628 0,668 0,754 0,837 0,921
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Двойной отжиг 950—970 + 1—4 На воздухе
530-570 6 То же
Температура полиморфного превращения 990—1030°С,
Жаропрочные сплавы
555
Горячая обработка давлением
Вид обработки Температура деформации, °C Степень дефор- мации за один нагрев % Условия охлаждения
начала оконча- ния
Ковка слитка Ковка предварительно деформированной заго- товки диаметром (в мм): 1180 900 >40 На воздухе
до 100 1040—1020 850 40—50*, 70** То же
более 106 1100—1020 900 40—50*, 70** »
Штамповка на прессе 990—960 850 40-60 >
Штамповка на молоте 1020—970 850 40—60 >
* Деформация в а + р-области.
* * Деформация в р-области.
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сваркн Толщина мм Приса- дочный мате- риал Термиче- ская об- работка после сварки Механические свойства сварных соединений
<Тв кгс/мм2 (7Н кгс • м/см2 „500’ ’100 кгс/мм2
ВТ25+ВТО5 ААрДЭС 5-10 Без присад- ки Отжиг при 750— 850°С, 1 —4 час 0,9 ов основно- го мате- риала 2,1-2,9 л о „ 500° 0,8 О 100 основно- го мате- риала
ЭЛС — То же 0,9 ов основно- го мате- риала — п я 500° 0,8 О 100 основно- го мате- риала
Применение
Детали, длительно работающие при температурах до 500°С (6000 час) и
при 550°С (3 000 час), а также сварные узлы.
556
Г лава 11. Т итановые сплавы
Рис. 1. Диаграммы растяжения до предела текучести сплава
ВТ25 при комнатной и высоких температурах. Пруток,
Ов = 105 кгс/мм2.
Жаропрочные сплавы
557
Рис. 2. Зависимость механических свойств
сплава ВТ25 от температур испытания (<т02
Оц, Е в % от показателей при комнатной тем-
пературе) .
Рис. 3. Длительная прочность сплава ВТ25 при высоких темпера-
турах.
558
Глава If. Титановые сплавы
Рис. 4. Кривая ползучести сплава ВТ25 при 500°С за
100 час.
Рис. 5. Относительное сужение и удлинение сплава ВТ25 при
комнатной температуре после длительных нагревов при 500°С.
Рис. 6. Кривые выносливости сплава ВТ25 при комнатной
температуре и 500°С. Пруток катаный диаметром 25 мм-.
• — при 20°С, ° — при 500°С.
Литейные сплавы
559
ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ ВТ5Л
Химический состав в % по ОСТ1 90030—71
Ti А1 С Fe Si Zr W o2 n2 H3 Сумма прочих примесей
не более
Осно- ва 4,1-6,2 0,20 0,35 0,20 0,80 0,20 0,20 0,05 0,015 0,30
Примечание. Допускается содержание до 0,8% Мо и до 1,2% V.
Механические свойства по ОСТ
Вид полу- фабриката ОСТ Состояние контрольных образцов °0,2 85 ф кгс • м/см2
кгс/мм2 %
не менее
Литье ОСТ1 90060—72 Без тер- мической обработки 63 70 6 14 3
Механические свойства при различных температурах
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- Е °пц 30,2 Пв ф см 2* при а= кгс/мм2 У
иия °C кгс/мм? % X « * N* = 76 I ЦИКЛ!
Литье Без тер- мической обработки —70 20 11800 55 79 68 85 78 6 6 12 14 1,5 3 20000
300 10500 25 32 40 8 25 — —
400 9300 20 25 35 10 30 — —
500 — — — 30 13 — —
Образцы с надрезом, о=0,65ов.
560
Глава II. Титановые сплавы
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Темпе- ратура Ojoo -Н °-1
фабриката Состояние испыта- ния °C а0,2/ЮО на базе 107 циклов
кгс/мм?
Литье Без тер- мической обработки 20 300 40 25 25
400 35 28 — —
Секундная прочность
Вид полу- фабриката Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C ° 120" °180" 3300"
кгс/мм2
Литье Без терми- ческой обра- 600 24 24 23
ботки 700 800 22 17,5 22,3 16 22 15
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева Ов кгс/мм2 а п кгс* м/с м2
темпе- ратура °C время час
Без термической об- Исходное со- 78 6 3
работки стояние 400 2 000 79 6 3
Литейные сплавы
561
Физические свойства
Плотность d = 4410 кг/м3.
Коэффициент те рмического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20— 200 20— 300 20— 400 20- 500 20- 600 20— 700 20— 800 20— 900
а-106 1 /град 8,6 8,8 8,9 9,1 9,2 9,3 9,5 9,6 9,8
Температура, °C 20 — 100 100- 200 200- 300 309- 400 400— 500 500- 600 600- 700 700 — 800 800 - 900
а-106 \/град 8,6 9,1 9,2 9,7 9,8 9,9 10,3 10,7 11,3
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 300 -100 500 600
Z вт/м-град 8,79 9,63 10,9 11,7 13,0 14,2 15,5
У д е. л ь н а я теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600
с кдж/кг- град 0,544 0,586 0,628 0,670 0,712 0,754
Удельное электросопротивление при 20сС
р • 106= 132 ом-см
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки уМетод литья деталей Температура, °C (точка) 1 плавления { заливки Условия охлаждения Жидко- текучесть мм Линей- ная усадка %
Вакуумная Цен- 1640 1850— В вакууме | 560 * 1 — 1,2
дуговая гарни- тробеж- (ликвидус) 2000
сажная с рас- НЫЙ 1 ЯАП i
ходуемым элек- тродом (солидус)
* Определена по длине спиральной пробы, залитой в графитовый кокиль
треугольного сечения площадью 0,75 см2.
36 2606
562
Глава II. Титановые сплавы
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сварки Толщина мм Приса- дочный мате- риал Термическая обработка после сварки Температура испытания °C Ов сварного соединения кгс/.ч.ч2
ВТ5Л+ВТ5Л ААрДЭС 4 ВТ2 Отжиг при 800°С, 1 час 20 73
300 40
400 35
ВТ5Л+ОТ4 То же 4 ВТ1-00 То же 20 73
350 43
Применение
Силовые детали сложной
при температурах до 400°С.
конфигурации, длительно работающие
(2 000 час')
Литейные сплавы
563
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ ВТЗ-1Л
Химический состав в % по ОСТ1 90030—71
Т1 А1 Мо Сг Fe Si с | 02 n2 н2 Zr W Сумма прочих примесей
не более
Ос- нова 5.3- 7,0 2,0— 3,0 0,8— 0,2— 2,3 1 0,7 0,15— 0,40 0,15 0,18 0,05 0,015 0,5 О,2о| 0,30
Механические свойства по ОСТ
Вид полу- фабриката ОСТ Состояние а0,2 Ов 6 Ф он кгс-м(см-
кгс/мм2 %
не менее
Литье ОСТ1 90060—72 Без тер- мической обработки 83 95 4 8 2,5
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Внд полу- фабри- Состоя- :ература тания, °C Е °пц а(>,2 Св 610 ф еч НВ (rfo.n)
ката ние i Темп | испы кгс/мм- % угя "п мм
Литье Без терми- 20 400 11 400 12 000 63 83 100 5 10 3 3,3—3,5
ческой обработ- — 10 300 — 58 73 9 18 — —
ки 450 500 9 200 8 800 9 800 35 30 52 50 68 63 10 10 20 20 — —
564
Глава II. Титановые сплавы
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состояние Температура испытания °C О100 <*500 °0,2/100 °0,2/500 0-1 _Н а-1
на базе 107 циклов
кгс!мм2
Литье Без тер- мической обработки 20 400 72 68 47 38 22 22
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева кгс/мм2 6 ' % (2Н кгс-м} см?
темпе- ратура °C время час
Без термической об- Исходное со- 100 5 3
работки стояние 400 2 000 103 4 2
Физические свойства
Плотность <7=4430 кг)м2.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20—100 20—200 20—300 20—400 20—500
а-106 1/град 9,5 9,7 9,9 10,1 10,3
Температура, “С 100—200 200—300 300—400 400—500
и-106 'Г град i 9,9 10,2 10,7 11,1
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 300 400 500 600
X вт/м-град 6,69 7,54 9,21 10,4 12,1 13,4 15,1
Литейные сплавы
565
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600
с кдж/кг-град 0,565 0,607 0,649 0,691 0,754 0,795
Удельное электросопротивление при 20°С
р-106 = 168,5 ом см
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки Метод литья деталей __ Температура, °C плавления j заливки Условия охлаждения Жидко- текучесть мм Линей- ная усадка %
Вакуумная дуговая гарни- сажная с рас- ходуемым элек- тродом Цен- тробеж- ный 1620 (ликвидус) 1560 (солидус) 1850— 2000 В вакуу- ме или в нейтраль- ной среде 460* 0,8—1,15
залитой в графитовый кокиль
* Определена по длине спиральной пробы,
треугольного сечения площадью 0,75 см2.
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг 650 1—2 На воздухе
Применение
Детали, работающие длительно при температурах до 400°С.
566
Глава II. Титановые сплавы
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ ВТ6Л
Химический состав в % по ОСТ1 90030—71
Ti А1 V С Fe Si Zr w О2 n2 Н2 Сумма прочих примесей
не более
Основа 5,0—6,5 3,5—4,5 0,10 0,30 0,1б|о,Зо|о,2О 0,15 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ОСТ
Вид полу- фабриката ОСТ Состояние °0,2 j °в 6s ф кгс-м1см2
кгс/мм2 %
не менее
Литье ОСТ1 90060—72 Без терми- ческой обра- ботки 75 85 5 10 2,5
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние Температура испытания 1 °C Е °пц °U,2 Ов 6s ф U X Q * НВ кгс/мм2
к гс/ММ2 (
Литье Без терми- 20 11500 65 83 95 8 15 4,5 320—360
ческой обработ- 200 — 50 55 60 8 15 — —.
ки 300 9500 40 50 55 9 16 — —
400 9100 30 45 50 9 16 —
Литейные сплавы
567
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полуфабри- ката Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C СТ100 СГзОО на базе 107 циклов
кгс! мм2
Литье Без термической 20 20
обработки 300 53 50 —
400 47 40 —
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева СТв кгс/мм2 65 % (2Н кгс>м/см2
темпе- ратура °C время час
Без термической об- Исходное со- 95 8 4,5
работки стояние 400 500 95 7 4
500 500 96 6 3,5
Физические свойства
Плотность d=4430 кг/м?.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20— 100 20 200 20— 300 20— 400 20— 500 20— 600 20 — 700
а-106 1 /град 8,3 8,7 8,9 9,2 9,5 9,8 10,0
Температура, °C 100—200 200—300 300—400 400—500 500-ч600 600—700
а-106 1 /град 8,9 9,4 10,0 10,6 11,2 11,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 25 100 200 300 400 500 600 700
X вт/м-град 8,8 9,6 11,0 11,5 13,4 15,0 16,3 17,6
568
Глава II. Титановые сплавы
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700
с кдж/кг-град 0,543 0,585 0,623 0,668 0,710 0,752 0,794
Удельное электросопротивление при 20°С
р . К)6= юз ом см
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки Метод литья деталей Температура, °C Условия охлаждения Жидко- текучесть мм Линей- ная усадка %
плавления заливки
Вакуумная дуговая гарин- сажная с рас- ходуемым элек- тродом Цен- тробеж- ный 1650 (ликвидус) 1590 (солидус) 1850— 2000 В вакууме 510* 1,1
* Определена по длине спиральной пробы, залитой в графитовый кокиль
треугольного сечения площадью 0,75 см2.
Применение
Литые детали, длительно работающие (10 000 час) при температурах
до 4()0°С.
Литейные сплавы
569
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ
ВТ9Л
Химический состав в % по ОСТ1 90030—71
Ti А1 Мо Zr Si С Fe W О2 N, н2 Сумма прочих примесей
не более
Ос- нова 5,6—7,0 2,8—3,8 0,8-2,0 0,2—0,35 0,15 0,30 0,20 0,15 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ОСТ
Вид полу- фабриката ОСТ Состояние ст0,2 Св 6s I Ф ан кгс-м/см2
кгс/мм2 %
не менее
Литье ОСТ1 90060—72 Без терми- ческой обра- ботки 83 95 4 8 2
Примечание. Для обеспечения стабильности геометрических размеров
крупные отливки сложной конфигурации отжигаются при 650°С — I час.
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабри- Состоя- ература танин £ Зпц 30,2 Св бю ф О'! N при (J = =0,5 ©в *
ката ЦИКЛЫ
о О Н S о кгс/мм2 /о я су <3 «
Литье Без 20 10300 69 85 100 8 22 3,5 54 000—
терми- 88 000
ческой 150 9100 36 63 82 10 32 — —
обработ- 300 9000 36 55 71 9 31 — —
ки 400 8800 34 50 66 7 29 — —
450 8600 31 50 65 6 25 — —
500 8200 31 49 64 8 34 — —
550 8000 28 46 60 6 27 — —-
600 7800 26 45 57 10 40 — —
700 — — —- 46 14 29 —
800 — — — 25 5 8 — —
900 — — — 16 6 12 — —
* Образец с надрезом, 011 = 100 кгс/дси2.
570
Глава II. Титановые сплавы
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состоя- О (35 ° Й к Н S о 100 <7500 О2000 ’о, 2/100 ’о, 2/500 О-1 °Н-1
на 5азе,
фабри- ине <35 Я О. 35 циклы
ката к 107 2-Ю7
Н 2 кгс/мм2
Лнтье Без 20 18 18
термиче- ской об- работки 300 400 65 62 — — 50 46 — 20 —
450 60 55 — — — — —
500 50 43 40 28 20 18 —
550 35 — — 20 10 — —
После 20 — — — — 25-27 —
поверх- ностного 300 — — — — — 24—25 —
упроч- нения (накле- па) 500 — — — — — 18-19 —
Механические свойства при комнатной температуре после
длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева Ов кгс/мм2 в5 ф
темпе- оатура °C время час
%
Без термической об- Исходное со- 100 8 22
работки стояние 500 500 103 6 13
2 000 103 4,5 7
10 000 105 2 4
Литейные сплавы
571
Физические свойства
Плотность o'=4490 кг!м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20— 100 20- 200 20— 300 20- 400 20— 500 20— 600 20- 700 20- 800
а-106 \]град 7,61 7,61 8,23 9,05 9,57 9,8 10,13 10,49
Температура, °C 100- 200 200- 300 300- 400 400- 500 500— 600 600- 700 700- 800 800— 900
а-106 1/град 7,60 10,0 10,75 10,50 10,90 12,05 12,90 12,75
У д е л ь н ОС э i е к т р о с о п р отнвл ение пр и 20°С
р-106= 169 ом см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки Метод литья деталей Температура, °C Условия охлаждения Жидко- текучесть мм Линей- ная усадка %
плавления заливки
Вакуумная дуговая гарнн- сажная с рас- ходуемым элек- тродом Цен- тробеж- ный 1620 (ликвидус) 1560 (солидус) 1850— 2000 В вакууме 515* 0,85—1,1
* Определена по длине спиральной пробы, залитой в графитовый кокиль
треугольного сечення площадью 0,75 см2.
572
Глава II. Титановые сплавы
Свариваемость
Сваривае- мые мате- риалы Метод сварки Приса- дочный мате- риал Термическая обработка после сварки Темпе- ратура испыта- ния °C Механические свойства сварного соединения
Ов кгс/мм2 ай шва кгс- м/см2
ВТ9Л + РАрДЭС и ВТ 1-00 Вакуумный 20 59 10
+ ВТ9Л ААрДЭС отжиг при 750°С — 1 час 300 31 —
500 20 —
СПТ2 То же 20 85 2,5*
300 60 —
500 52 —
ВТ20-2 » 20 90 2,5*
300 62 —
500 54 —
ВТ9 » 20 95
(лапша) 500 57 —
* После нагрева при 500°С —500 час ан=2,5 кгс-м[см2.
Применение
Детали, длительно работающие (2000 час) при температурах до 500°С и
100 час при 55О°С.
Литейные сплавы
573
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ
ВТ14Л
Химический состав в % по ОСТ1 90030—71
Ti А1 V Мо С Fe Si Zr w o2 n2 H2 Сумма прочих примесей
не более
Ос- нова 4,3-6,3 0,9—1,9 2,5—3,8 0,12 0,6 0,15 0,30 0,20 0,15 0,05 0,015 0,30
Примечание. Допускается содержание до 0,6% Сг.
Механические свойства по ОСТ
Вид полу- фабриката ОСТ Состояние контрольных образцов 30,2 6.5 ф кгс-м/см2
кгс!ммг %
не менее
Литье ОСТ1 90060—72 Отожженные 80 90 5 12 2,5
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид полу- фабри- ката Состоя- ние' Темпе- ратура испыта- ния °C Е °П11 30,2 Св 65 ф (7Н кг с • .м/с-м2
кгс[мм2 %
Литье Отож- 20 11300 65 85 95 7 15 3,5
женное 300 9700 39 52 63 8 25 —
400 9500 33 46 55 8 20 —
574
Глава 11. Титановые сплавы
Секундная прочность
Вид полуфабри- ката Состояние Температу- ра испыта- ния °C °10" °100" а300"'
кгс/мм3'
Лнтье Отожженное 500 59 55 50
600 44 40 32
700 22 18 15
Физические свойства
Плотность </=4500 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20- 200 20- 300 20— 400 20- 500 20- 600 20- 700
а-1'06 \]град 7,82 8,14 8,41 8,68 8,73 8,79 8,84
Температура, °C 100- 200 200- 300 300- 400 400- 500 500- 600 600— 700 700— 800
а-10е \/град 8,25 8,91 9,57 10,82 11,45 12,94 13,72
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800
X вт/м-град 9,1 10,6 11.4 13,1 13,7 15,3 16,9 18,2
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800
с кдж/кг-град 0,501 0,542 0,581 0,623 0,667 0,710 0,833 0,993
Литейные сплавы
575
Удельное электросопротивление при 20°С
р-106=161 ом-см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки Метод литья деталей Температура, °C Условия охлаждения Жидкоте- кучесть мм Усадка, %
плавления заливки ! линей- ная рй (Я ХО «5 о ж
Вакуум* ная дуго- вая гарни- сажная с расходуе- мым элек- тродом Цен- тробеж- ный 1650 (ликвидус) 1590 (солидус) 1850— 2000 В вакуу- ме или в среде инертных газов 520* 1 3
в графитовый кокиль
длине спиральной пробы, залитой
площадью 0,75 см2.
* Определена по
треугольного сечения
Рекомендуемая термическая обработка
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг 750—760 0,5-1 На воздухе
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сварки Присадоч- ный материал Термическая обработка после сварки сварного соединения кгс/мм2
ВТ14Л + ВТ14Л * ААрДЭС Без при- садки Отжиг при 750°С, 1 час 80
* Сплав может свариваться с деформируемым сплавом ВТ14.
Применение
Детали разового действия, работающие при температурах до 400°С.
576
Глава 1L Титановые сплавы
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ ВТ20Л
Химический состав в %
Ti AI Zr Мо V С Fe Si О2 N2 н2 s Сумма прочих примесей
не более
Ос- нова 5,5—7,5 1,5—2,5 0,5—2,0 0,8-1,8 0,15 0,30 0,15 О,1б|о,О5 0,015 0,30
Механические свойства по ТУ
Вид полу- фабриката ТУ Состояние контроль- ных образ- цов Ов кгс/мм2 Йб Ф X *3 « НВ (^отп) ММ
%
не менее
Литье ВТУ 518-1-68 Без тер- мической обработки 90 5 12 3 3,3—3,5
Механические свойства при различных температурах
Вид Состоя- 03 >» к е- S Е апц а0,2 <Тв б5 ф
полу-
фабри- ние 0J Е-
ката КССрИМ2 %
Н So <3 £
Литье Без —196 —. — —. 150 1,2 5 6 2
терми- —70 — — — НО 1,4 □ 13 —
ческой 20 10800 65 85 95 1,45 8 20 4
обра- ботки 200 — — — 77 — 8 20
300 — — — 67 — 10 30 1 "
350 9300 32 49 63 — 10 34 —
400 — — — 61 — 10 35 —
450 — — — 59 — 12 35 —
500 8100 29 44 56 — 12 35 —,
Примечание. Для
крупные отливки сложной
обеспечения стабильности геометрических размеров
конфигурации отжигаются при 650°С—1 час.
Литейные сплавы
577
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- Состояние Темпе- ратура испыта- ния °C 0100 O'SOO 30,2/100 О'-i на базе 107 циклов
фабриката кгс/лш2
? Литье Без термичес- кой обработки 20 350 60 57 45 20—22
500 43 33 16 ——
Механические свойства при комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева ав кгс/мм2 б5 кгс'Я/ся2
темпе- ратура °C время час
%
Без термиче- ской обработки Исходное со- стояние 98 8 17 5
300 100 97 7 17 —
500 97 8 19 —
1000 97 10 20 5
2000 97 7 17 5
5000 97 4 19 5
450 .100 97 7 17 ——
500 97 8 19 —
1000 98 7 18 4
2000 99 6 17 4
5000 98 5 17 —
500 100 100 7 17 —
500 99 7 16 —
1000 100 6 14 3,5
2000 99 5 12 3,5
5000 100 4 10 3,5
37 2234
578
Глава II. Титановые сплавы
Физические свойства
Плотность d = 4470 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20— 200 20- 300 20- 400 20— 500 20— 600 20— 700 20— 800 20— 900
а-10е \/град 8,7 8,8 8,9 9,0 9,1 9,2 9,4 9,6 9,7
Температура, °C 100— 200 200- 300 300- 400 400— 500 500- 600 600- 700 700— 800 800- 900
а-106 Х/град 9,0 9,0 9,2 9,6 9,7 I 11,1 10,7 10,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
X вт/м-град 8,37 9,63 10,4 12,1 13,8 15,1 16,3 18,0 19,3
У д е л ь н ая теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кдж/кг-град 0,586 0,628 0,668 0,712 0,754 0,795 0,858 0,921 0.981
У д е л ь н о е э лектросопротивление при 20°С
р.106= 168 ом • см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Литейные сплавы
579
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки Метод литья деталей Температура, °C Условия охлаж- дения Жидко- теку- честь мм Линей- ная усадка %
плавления заливки
Вакуумная дуговая гарни- сажная с рас- ходуемым элек- тродом Цен- тробеж- ный 1620 (ликвидус) 1560 (солидус) 1800—2000 В ва- кууме 480* 1,05
* Определена по спиральной пробе, залитой в графитовый кокиль треуголь-
ного сечения площадью 0,75 см2.
Свариваемость
Свари- ваемые мате- риалы Метод сварки Приса- дочный материал Термиче- ская обра- ботка после сварки Темпе- ратура испыта- ния °C Механические свойства сварного соединения
а» K2CjMM? (7Н к.гс • м/см2 О100 кгс]мм2
ВТ20Л+ ААрДЭС ВТ20-2 • Вакуум- 20 80 3
+ ВТ20Л ный отжиг при 650°С, 350 60 55
1 час 500 52 — 39
Применение
Литые детали, длительно работающие (500 час)
500°С.
при температурах 350—
37*
580
Глава 11. Титановые сплавы
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ ВТ21Л
Вид полу- фабриката ОСТ Состояние контрольных образцов 30,2 Ов 6s ф а кгс >м/см2
к,гс[мм,г %
не менее
Литье ОСТ1 90060-72 Без терми- ческой обра- ботки 86 100 4 8 2
Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Образцы с надрезом, <тв=108 кгс(ммг.
Литейные сплавы
581
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу- фабриката Состояние Температура испытания °C <7100 <7g00 °0,2/100 а0,2/500 <7-1 ЛН •°-1
на базе 107 циклов
кгс/мм2
Литье Без тер- мической обработки 20 400 500 57—63 42-46 52 42—45 18 40 20 18 20
Секундная прочность
Вид полу- фабри- Состояние ература тания в10" °30" ®60" °120" ° 200'' а300"
ката ч Темп испы °C кгс/мм2
Лнтье Без тер- 600 58,5 58 57 56 55 55
мической обработки 700 800 41 25 39 22,5 36 19 33 17 31 15,5 30 14,5
Механические свойства
при комнатной температуре
после длительных нагревов
Состояние материала Режим нагрева <7в кгс/мм2 б6 % ан KZC'MjCM2
темпе- ратура °C время час
Без термической об- Исходное со- 105 6 3
работки стояние
300 2000 106 4 2
400 500 106 4 2
582
Глава И. Титановые сплавы
Физические свойства
Плотность d=4470 кг/м3.
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °C 20- 100 20— 200 20- 300 20 — 400 20- 500 20— 600 20— 700 20— 800 20— 900
а-106 1/град 8,5 8,7 9,0 9,2 9,5 9,7 9,9 10,2 10,5
Температура, °C 100 200 200— 300 300- 400 400- 500 500— 600 600- 700 700- 800 800- 900
а -106 \/град 9,0 9,5 10,0 10,5 10,6 11,7 12,2 12,4
Коэффициент теплопроводности
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 700 800
X вт/м-град 7,9 9,6 10,8 12,1 13,4 15,0 16,7 18,4
Удельная теплоемкость
Температура, °C 100 200 300 400 500 600 | 700 1 800
с кдж/кг-град 0,515 0,570 0,625 0,675 0,730 0,780 0,845 0,900
Удельное электросопротивление при 20°С
р-106= 170 ом • см.
Коррозионная стойкость
Устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Литейные сплавы
583
Технологические данные
Технология литья
Метод выплавки Метод литья Температура, °C Условия охлаж- дения Жидко- теку- честь мм Линей- ная усадка %
плавления заливки
Вакуумная дуговая гарни- сажная с рас- ходуемым элек- тродом Цен- тробеж- ный 11630 (ликвидус) 1550 (солидус) 1850—2000 В ва- кууме или ней- траль- ной сре- де 480* 1
* Определена по спиральной пробе, залитой в графитовый кокиль тре-
угольного сечения площадью 0,75 см2.
Рекомендуемая термическая обработка
для снятия напряжений
Вид термической обработки Температура °C Выдержка час Условия охлаждения
Отжиг 650 1—2 На воздухе или в нейтральной среде
Свариваемость
Свариваемые материалы Метод сварки Толщина мм Приса- дочный материал Термическая обработка после сварки Темпе- ратура испыта- ния °C ^В сварного соедине- ния к.гс]мм2
ВТ21Л+ВТ21Л ААрДЭС 10—15 ВТ2 Отжиг при 20 80
65О°С, 1 час 400 47
ВТ20-2 То же 20 90—95
Применение
Литые сварные детали, работающие при температурах до 400°С — 100 час и
До 500°С — 5 мин.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие....................................................... 5
Принятые обозначения механических н физических свойств металлов и
сплавов ........................................................ 7
Глава I. Магниевые сплавы
Деформируемые сплавы............................................. 19
Сплав средней прочности МА1................................. 21
Сплав средней прочности МА8.................................. 31
Сплав средней прочности МА2................................. 54
Сплавы средней прочности МА2-1 и МА2-1 п. ч. .............. 67
Сплав средней прочности МА20 (ВМД8)......................... 81
Высокопрочный сплав МА5.................................... 93
Высокопрочный сплав МА14 (ВМ65-1).......................... 99
Высокопрочный сплав МА15 (ВМДЗ)......................... 111
Высокопрочный сплав MAIG (ВМД6)..........................127
Жаропрочный сплав МАП...................................... 135
Жаропрочный сплав МА 12.....................................149
Сплав пониженной плотности МА18 (ВМД5) .................... 164
Литейные сплавы................................................... 171
Высокопрочные сплавы МЛ4, МЛ4 п. ч. .......... 179
Высокопрочные сплавы МЛ5, МЛ5 п. ч. . 184
Высокопрочный сплав МЛ6............................... 201
Высокопрочный сплав МЛ8..................................210
Высокопрочный сплав МЛ 12................................217
Высокопрочный сплав МЛ 15 . ..........229
Высокопрочный сплав ВМЛ5 . . 242
Высокопрочный сплав ВМЛ6 ..................................251
Высокопрочный коррозионностойкий сплав ВМЛ9.................258
Сплав средней прочности МЛ7-1...............................268
Жаропрочный сплав МЛ9....................................282
Жаропрочный сплав МЛ 10..................................296
Жаропрочный сплав МЛН....................................317
Жаропрочный сплав ВМЛ7 ... 332
Оглавление
585
Глава II. Титановые сплавы
Деформируемые сплавы............................................. 346
Технический титан ВТ 1-00 ................................. 346
Технический титан ВТ1-0................................... 351
Сплав повышенной пластичности ОТ4-0........................359
Сплав повышенной пластичности ОТ4-1........................365
Сплав средней прочности ОТ4................................374
Сплав средней прочности ВТ4................................385
Сплав средней прочности ВТ5................................391
Сплавы средней прочности ВТ5-1, ВТ5-1К......................396
Сплав средней прочности ВТ6С...............................410
Сплав средней прочности ВТ6................................420
Сплав средней прочности ВТ20 ............................. 428
Высокопрочный сплав ВТ14...................................443
Высокопрочный сплав ВТ 15..................................457
Высокопрочный сплав ВТ16 .... 462
Высокопрочный сплав ВТ22 ................................. 469
Высокопрочный сплав ВТ23 ................................. 483
Жаропрочный сплав ВТЗ-1....................................490
Жаропрочный сплав ВТ8......................................514
Жаропрочный сплав ВТ9......................................530
Жаропрочный сплав ВТ 18....................................544
Жаропрочный сплав ВТ25 ................................... 552
Литейные сплавы...................................................559
Литейный сплав ВТ5Л........................................559
Литейный сплав ВТЗ-1Л......................................563
Литейный сплав ВТ6Л........................................566
Литейный сплав ВТ9Л........................................569
Литейный сплав ВТ14Л . . 573
Литейный сплав ВТ20Л . ....................................576
Литейный сплав ВТ21Л.......................................580
СПРАВОЧНИК «АВИАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ»
Том 5. Магниевые и титановые сплавы
Техн, редактор В. С. Анциферов Корректор Т. Б. Евдокимова
Художник Ю. Е. Латынин
Подписано в печать 6/IX 1973 г. Формат бОхЭО'Де Объем 37 п. л.
Цена -9Dь - Рассылается по списку Заказ № 2234
Типография МАП