Сплав ОТ4 средней прочности

Химический состав ОТ4, % по ОСТ1 90013-71
Ti Al Mn C Fe Si Zr O2 N2 H2 Прочие
примеси
не более
Основа 3,5-5,0 0,8-2,0 0,10 0,30 0,15 0,30 0,15 0,05 0,012 0,35
Примечание: В сварочной проволоке содержание H2≤0,008%.
Механические свойства по ОСТ или ТУ
Вид
полуфабриката
ОСТ, ТУ Состояние
контрольных
образцов
Температура
испытания,
°С
σв δ5 ψ ан Угол
изгиба
σ100 HB
(dотп)
% кгс·м/см2
кгс/мм2 не менее град кгс/мм2 мм
Лист толщиной, мм
0,5-1,0 АМТУ
475-4-67

ОСТ1
90042-71
(сортамент)
Отожженный
с последующей
прогладкой
20 70-85 20 - - 80-70 - -
1,2-1,8 70-90 15 - - ≥60 - -
2,0-10,0 70-90 12 - - ≥50 - -
  350 ≥43 - - - - ≥40 -
  400 ≥40 - - - - ≥237 -
0,5-1,0 АМТУ
551-69
20 75-90 20 - - 80-70 - -
1,2-1,8 75-90 15 - - ≥60 - -
2,0-10,0 75-90 12 - - ≥50 - -
Плита толщиной, мм
12-20 ОСТ1
90024-71
Горячекатанная 20 70-90 8 20* - - - -
21-60 70-90 7 20* - - - -
Пруток
катаный
диаметром
10-60 мм
АМТУ
451-67
Отожженный 20 70-90 11 30 4 - - 3,6-4,2
Пруток катанный крупногабаритный диаметром, мм
65-100** ТУ1-92
-6-72
Отожженный 20 70-90 10 30 4 - - 3,6-4,2
101-150*** 65-90 8,5 20 3,5 - - 3,6-4,2
Пруток и
заготовка
лопаток
диаметром
25-60 мм
ОСТ1
90006-70
Отожженные 20 70-90 12 32 4 - - 3,6-4,2
400 - - - - - ≥39 -
Пруток кованый диаметром или со стороной квадрата, мм
65-100** АМТУ
534-67
Отожженный 20 70-90 10 30 4 - - 3,6-4,2
101-250*** 65-90 8,5 20 3,5 - - 3,6-4,2
Штамповка и поковка толщиной, мм
до 100** ОСТ1
90000-70
Отожженная 20 70-90 10 30 3,5 - - 3,6-4,2
101-250*** 65-90 8,5 20 3,5 - - -
Труба с наружным
диаметром 22-62 мм
ОСТ1
90050-72
Отожженная 20 70-85 10
11,3√F0)
- - - - -
Кольцо сварное с шириной полки, мм
до 80 АМТУ
529-7-68
Отожженное 20 70-90 12 33 3,5 - - 3,6-4,2
более 80 70-90 10 29 3 - - 3,6-4,2
сварной шов 20 65-90 7 20 2 - - -
Проволока сварочная диаметром, мм
1,0-1,4 ОСТ1
90015-71
Отожженная 20 ≤85 7**** - - - - -
1,5-3,0 ≤85 9**** - - - - -
3,5-7,0 ≤85 10,5**** - - - - -
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении.
*** В поперечном направлении.
**** δ100.

Механические свойства при комнатной и высоких температурах
Вид
полуфабриката

Состояние Температура
испытания,
°С
E σпц σ0,2 σв δ5 ψ
кгс/мм2 %
Лист
толщиной
0,5-50 мм
Отожженый 20 11000 48 70 80 28 -
250 9300 29 45 35 30 -
300 8600 28 44 32 29 -
350 8200 28 42 31 26 -
400 7300 24 39 30 26 -
450 - - - 48 25 -
500 5700 21 31 14 29 -
Пруток 20 12000 71 82 87 9 47
300 11000 44 53 58 8 62
550 7300 17 34 45 11 76
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу-
фабриката

Состояние Температура
испытания,
°С
σ100 σ1000 σ2000 σ8000 σ10000 σ20000 σ0,2/100 σ0,2/500 σ0,2/1000 σ0,2/2000 σ0,2/5000 σ-1 σн-1
на базе
107 циклов
кгс/мм2
Лист
Отожженый 20 - - - - - - - - - - - 44 -
250 - 52 52 52 52 - 47 - 43 43 - - -
300 - 48 48 48 48 48 45 37 35 28 23 - -
350 - 46 46 - - - 33 31 27 - - 34 -
400 - 43 - - - - 20 - - - - 27 -
450 - - - - - - 5 - - - - - -
Пруток 20 - - - - - - - - - - - 41 36
300 56 - - - - - - - - - - - -
550 10 - - - - - - - - - - 25 17
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости
Вид полу-
фабриката

Состояние Температура
испытания,
°С
σ0,5/120" σ1/10" σ1/60" σ1/120" σ1/180" σ1/300"
кгс/мм2
Лист
толщиной
1,5 мм
Отожженый 500 30 38,5 36 34,5 33,5 32
600 9,5 20,5 15,5 13,5 12 10,5
700 25,5 10 5,5 4,5 3,5 3
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние
материала
Режим нагрева σв δ10 Угол изгиба ат.у.
температура, °С время, час кгс/см2 % град кгс·м/см2
Отожженый
лист
Исходное состояние 80 13 72 11,5
200 3000 83 13 69 10,5
5000 84 14 62 -
10000 86 14 62 9
20000 85 11 64 18,5
30000 85 12 74 -
300 3000 87 13 69 7,5
5000 84 13 65 -
10000 88 12,5 65 5,0
20000 88 12 70 6,0
30000 88 12 69 -
Физические свойства сплава ОТ4
Плотность: 4550 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600
α·106 1/град 8,0 8,3 8,5 8,8 8,9 9,1 8,6 9,1 9,6 9,4 9,8
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С 100 200 300 400 500 600
λ Вт/м·град 10,4 11,3 12,1 13,4 14,6 16,3
Удельная теплоемкость
Температура, °С 100 200 300 400 500 600
с кдж/кг·град 0,503 0,566 0,628 0,670 0,755 -
Удельное электросопротивление
Температура, °С 20 100
λ Вт/м·град 138 146

Степень черноты полного нормального излучения
Состояние поверхности εн при температуре, °С
100 200 300 400 500 600 700 800 850 900
Травленая 0,15-0,25 0,30 0,49 0,52 0,50 -
Химически полированная 0,15-0,25   0,38 0,52 - 0,56
Механически обработанная (7 класс) 0,15-0,25   0,38 0,52 - 0,56
Механически полированная (9 класс) 0,13-0,24 0,34 0,50 0,56 0,59 -
После гидропескоструйной обработки и травления 0,24-0,33   0,41 0,50 - 0,56
Примечание: Испытание на воздухе.
Коррозионная стойкость
Сплав ОТ4 устойчив в атмосферных условиях и морской воде.
Технологические данные
Горячая обработка давлением*
Вид
обработки
Температурный
интервал
деформации, °С
Степень деформации
за один нагрев, %
Условия
охлаждения
Ковка слитка 1080-850 30-50 На
воздухе
Ковка предварительно
деформированной заготовки
980-800 40-70
Штамповка на молоте (910...950)-800 40-70
Штамповка на прессе (900...930)-750 40-70
* Инструкция ВИАМ №680-70.
Штампуемость*
Толщина
листа, мм
Вытяжка
Кпр
Гибка на угол 90°
rmin
Толщина
листа, мм
Отбортовка
Кпр
Выдавка
Кпр, %
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 3,0-4,0 s 1,6-3,0 1,35-1,5 10-12
* Инструкция ВИАМ №642-71.
** s - толщина листа.
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической
обработки
Температура
°С
Выдержка
час
Условия
охлаждения
Отжиг листов и деталей из них 660-680 0,25-1 На воздухе
Отжиг прутков, поковок, штамповок,
труб, профилей и деталей из них
740-760 0,25-1
* Инструкция ВИАМ №685-69.
Свариваемость
Механические свойства сварного соединения при комнатной температуре.
Свариваемые
материалы

Метод
сварки

Толщина
мм
Присадочный
материал
Термическая
обработка
после
сварки
σв Угол
изгиба
ат.у.
кгс/мм2 град кгс·м/см2
ОТ4+ОТ4
(лист)
ААрДЭС
неплавящимся
электродом
2,5 Без
присадки
Без
термической
обработки
82 60 5,9
Механические свойства сварного соединения при комнатной температуре после длительных нагревов
Свариваемый
материал

Термическая
обработка
после
сварки

Режим нагрева σв σ-1* Угол
изгиба
ат.у. N при
σmax=0,7σв
цикл
температура, °С время, час кгс/мм2 град кгс·м/см2
ОТ4+ОТ4
(лист толщиной
2,5 мм)
Без
термической
обработки
Исходное состояние 82 23 60 5,9 25500
200 3000 83 - 88 5,3 23084
10000 - - 77 4,0 -
20000 81 - 75 - 16000
30000 - - 77 5,2 -
300 3000 86 - 77 5,6 9003
10000 - - 60 3,5 -
20000 85 28 66 - 17900
30000 - - 69 6,1 -
* На базе 107 циклов.

Применение
Сварные узлы и детали, длительно работающие при температурах до 300°С (30000 час) и при 350°С (2000 час).

Диаграммы растяжения текучести сплава ОТ4 при комнатной и высоких температурах

Секундная прочность сплава ОТ4

Длительная прочность титанового сплава ОТ4

Prin obozn 5 1

Prin obozn 5 2

Prin obozn 5 3

Prin obozn 5 4

Prin obozn 5 5