Сплав ВТ20 средней прочности

Химический состав сплава ВТ20, % по ОСТ1 90013-71
Ti Al Zr Mo V C Fe Si O2 N2 H2 Прочие
примеси
не более
Основа 5,5-7,5 1,5-2,5 0,5-2,0 0,8-1,8 0,10 0,30 0,15 0,15 0,05 0,015 0,30
Механические свойства по ОСТ и ТУ
Вид полу-
фабриката
ОСТ, ТУ Состояние
контрольных
образцов
Температура
испытания
σв σ100 δ5 ψ ан Угол
изгиба
HB
(dотп)
% кгс·м/см2 град
°С кгс/мм2 не менее мм
Лист
толщиной, мм
АМТУ
475-8-67
ОСТ1

90042-71
(сортамент)
 
1,0-4,0 Отожженные
с последующей
прогладкой
20 100-120 - 8 - - 30 -
4,5-10,0 100-120 - 6* - - 30 -
1,0-1,8 Отожженные 20 95-115 - 12 - - 30 -
2,0-4,0 95-115 - 10 - - 30 -
4,5-10,0 95-115 - 8 - - 30 -
500 ≥65* 45* - - - - -
Плита толщиной
12-60 мм
ВТУ
518-1-68
Горячекатаные 20 95-115 - 6 15 5 - 3,3-3,8
Профиль
прессованный
СТУ
136-3-68
Отожженные 20 ≥95 - 10 25 4 - -
Пруток
катаный
диаметром
25-60 мм
АМТУ
451-67
Отожженные 20 95-110 - 10 25 4 - 3,3-3,8
Пруток катанный крупногабаритный диаметром, мм
65-100** ТУ1-92
-6-72
Отожженные 20 95-115 - 10 25 4 - 3,3-3,8
101-130*** 90-115 - 8 20 3 - 3,3-3,8
Пруток кованый диаметром, мм
до 100** СТУ
467-1-68
Отожженные
20 95-110 - 10 25 5 - 3,3-3,8
101-150*** 93-110 - 8 20 5 - -
более 150*** 90-110 - 7 20 4 - 3,3-3,8
Штамповка и поковка, мм
до 100** ОСТ1
90000-70
Отожженные 20 95-115 - 10 25 4 3,3-3,8
101-250*** 90-115 - 8 20 3 3,3-3,8
500 ≥65 45 - - - - -
Кольцо
цельнораскатное
ОСТ1
90043-72
Отожженные 20 ≥95 - 8 20 3 - 3,3-3,8
* Свойства факультативны.
** В продольном направлении.
*** В поперечном направлении.

Механические свойства при комнатной, высоких и низких температурах
Вид полу-
фабриката

Состояние Температура
испытания,
°С
Е Ед σпц σ0,2 σв δ11,3√F0
или δ10
ψ ан
кгс/мм2 % кгс·м/см2
Лист
толщиной
1-5 мм
Отожженый
-253 - - - - 145-160 <2 - -
-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
диаметром
до 50 мм
и плита
толщиной
45 мм
-196 - - - 135 140 6 20-30 2,5
20 12500  13400  75-90  85-100  95-110  10-15  25-45  5-7 
350 10000  - 40  60-65  70-82  10  40-50  -
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

Состояние Температура
испытания,
°С
G Есж σ0,2 сж σв сж τпц τ0,3 τmax
кгс/мм2
Лист
толщиной
1-5 мм
Отожженый
20 - 11000-12000 85-105 100-120 - - -
200 - 10500-11500 65-85 75-95 - - -
Пруток
20 4500 12300 88 145 46 56 79
Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости сплава ВТ20
Вид полу-
фабриката

Состояние Температура
испытания,
°С
σ100 σ500 σ1000 σ2000 σ5000 σ0,2/100 σ0,2/500 σ0,2/1000 σ0,2/2000 σ-1
на базе 107 циклов
кгс/мм2
Лист и
пруток

Отожженые 200 80 - - - - - - - - 42
350 68-71 68-71 68-71 68-71 68-71 55-60 53-57 50-54 48-50 -
450 60-63 53-56 49-53 46-50 43-47 29-33 26-30 22-25 19-21 -
500 45-48 32-34 27-30 23-25 20 15-17 9-10 6-7 - 36
Секундная прочность и ползучесть
Вид полу-
фабриката

Состояние Температура
испытания,
°С
σ10" σ30" σ60" σ120" σ200" σ300" σ0,5/10" σ0,5/30" σ0,5/60" σ0,5/120" σ0,5/200" σ0,5/300"
кгс/мм2

Лист
толщиной
1,5 мм

Отожженые 700 46 41 38,5 35,5 34 33,5 34,5 27 22 17,5 15 13
800 24 21,5 18,5 15,5 13,5 13 8 5,5 4,5 3 2,5 2
900 11 8,5 6,5 4,5 4 3,5 - - - - - -
1000 2,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1 - - - - - -
Пруток
диаметром
12 мм
700 52 50,5 48,5 46,5 45 43,8 - - - - - -
800 34 30 26 22 19,5 19 - - - - - -
900 19 16 13,5 11 9,5 9 - - - - - -
1000 6,5 5 4 3,5 3 2,5 - - - - - -
Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Состояние
материала
Режим нагрева σв δ5 ψ ан Угол изгиба
температура, °С время, час кгс/мм2 % кгс·м/см2 град
Отожженый
лист
толщиной
2 мм
Исходное состояние 98 10 - - 49
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
пруток
Исходное состояние 95 11 37 5 -
300 100 96 14 39 5 -
500 96 14 39 5  
1000 96 14 39 5 -
3000 96 14 38 - -
5000 97 13 39 - -
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 - -

Физические свойства
Плотность: 4450 кг/м3
Коэффициент термического линейного расширения
Температура, °С 20-200 20-300 20-400 20-500 20-600 20-700 20-800 100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800
α·106 1/град 8,9 9,0 9,2 9,3 9,5 9,7 9,7 9,0 9,2 9,7 10,0 10,4 10,9 9,9
Коэффициент теплопроводности
Температура, °С 100 200 300 400 500 600 700 800 900
λ Вт/м·град 8,8 10,2 10,9 12,2 13,8 15,1 16,8 18,0 19,7
Удельная теплоемкость
Температура, С 100 200 300 400 500 600 700 800 900
с кдж/кг·град 0,545 0,587 0,628 0,670 0,712 0,755 0,838 0,880 0,922
Удельное электросопротивление
Температура, °С 20
ρ·106, ом·см 163
Коррозионная стойкость
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 слитков 1180-900 20-30 На
воздухе
Ковка предварительно
деформированной
заготовки, мм
1080-900 ≥40
Штамповка на прессе** (970...1000)-900 40-50
Штамповка на молоте (990...1020)-(850...900) 40-50
* Инструкция ВИАМ №680-70.
** При изготовлении крупногабаритных штамповок температура окончания деформации составляет 850°С, степень деформации за один нагрев 50-70%.
Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической
обработки
Температура
°С
Выдержка
час
Условия
охлаждения
Отжиг листов 700-800** 1 На воздухе
Отжиг прутков 700-850 1
Неполный отжиг
листов и прутков
600-650 1
* Инструкция ВИАМ №685-69.
** Допускается 650-750°С.
Штампуемость*
Температура
штамповки
Вытяжка Отбортовка
Выдавка
Гибка на угол 90°
°С Краб Краб Краб. % rmin
20 - 1,2-1,35 - 4,0-7,0 s**
700-900 1,3-1,6 1,5-1,7 6-10 2,0-3,5 s
* Инструкция ВИАМ №642-71.
** s - толщина листа.
Свариваемость
Свариваемые
материалы

Метод
сварки

Толщина,
мм
Присадочный
материал
Термическая
обработка
после
сварки
Температура
испытания,
°С
Механические свойства
сварного соединения
σв Угол изгиба ан шва σ100 σ-1
кгс/мм2 град кгс·м/см2 кгс/мм2
ВТ20+ВТ20
(лист)
ААрДЭС
неплавящимся
электродом
До 3,0 Без
присадки
Отжиг
при

650°С -
1 час

20 95 40 - - 30
350 74 - - 69 -
500 70 - - 46 46
550 60 - - 26 -
4,0-8,0 ВТ20-1 20 95 - 4 - -
350 73 - - - -
500 70 - - - -
ВТ20+ВТ20
(поковка)
ААрДЭС
плавящимся
электродом
15,0-20,0 ВТ20-2 20 92 - 6 - 28
300 60 - - - -
ВТ20+ВТ6
(лист)
ААрДЭС
неплавящимся
электродом
3,0 Без
присадки
Отжиг
при

800°С -
1 час
20 92 44 3,5 - -
350 61 - - - -
500 52 - - - -
ВТ20+ВТ14
(лист)
3,0 20 88 50 4 - -
350 60 - - - -
500 52 - - - -

Применение
Сварные детали и узлы, длительно работающие при 450 (6000 часов) и 500°С (3000 часов), а также детали, работающие кратковременно (до 5 минут) при температурах до 800°С.

Длительная прочность и сопротивление ползучести за 100 часов при высоких температурах сплава ВТ20

Влияние температуры отжига на свойства сплава ВТ20

Зависимость механических свойств сплава ВТ20 от температуры испытания

Секундная прочность сплава ВТ20

Кривые сжатия и касательного модуля сплава ВТ20

Изменение касательного модуля сплава ВТ20

BT20 7 1

Кривые критических напряжений гнутых профилей и обшивки из сплава ВТ20

Prin obozn 5 1

Prin obozn 5 2

Prin obozn 5 3

Prin obozn 5 4

Prin obozn 5 5