Сплавы ВТ5-1, ВТ5-1К средней прочности

: Категория: Деформируемые сплавы

Химический состав сплавов ВТ5-1 и ВТ5-1К, % по ОСТ1 90013-71
Марка сплава	Ti	Al	Sn	C	Fe	Si	Zr	Mn	O₂	N₂	H₂	Прочие примеси
Марка сплава	Ti	Al	Sn	не более								Прочие примеси
ВТ5-1	Основа	4,0-6,0	2,0-3,0	0,10	0,30	0,15	0,30	-	0,15	0,05	0,015	0,30
ВТ5-1К	Основа	4,5-5,6	2,0-3,0	0,08	0,20	0,08	-	0,10	0,12	0,04	0,008	0,30
Примечания: 1) В листах сплава ВТ5-1 содержание алюминия 4,0-5,5%, в остальных полуфабрикатах - 4,5-6,0%. 2) В сплаве ВТ5-1 допускается ≤1,0% V. 3) Сплав ВТ5-1К изготавливается по СТУ.

Механические свойства сплава ВТ5-1 по ОСТ и ТУ
Вид полуфабриката	ОСТ, ТУ	Состояние контрольных образцов	σ_в	δ₅	ψ	а_н	Угол изгиба	HB (d_отп)
			σ_в	%		кгс·м/см²	Угол изгиба	HB (d_отп)
			кгс/мм²	не менее			град	мм
Лист толщиной, мм
0,8-1,2	АМТУ 475-7-67, ОСТ1 90042-71 (сортамент)	Отожженные	75-95	15	-	-	60	-
1,5-1,8			75-95	12	-	-	50	-
2,0-6,0			75-95	10	-	-	40	-
6,5-10,0			75-95	8	-	-	40	-
Плита толщиной, мм
12-20	ОСТ1 90042-71	Горячекатанные	75-95	6	16*	-	-	-
21-60	ОСТ1 90042-71	Горячекатанные	75-95	5	16*	-	-	-
Пруток катаный диаметром 10-60 мм	АМТУ 451-67	Отожженные	80-100	10	25	4	-	3,4-3,9
Пруток катанный крупногабаритный диаметром, мм
65-100**	ТУ1-92-6-72	Отожженный	80-100	10	25	4	-	3,4-3,9
101-130***	ТУ1-92-6-72	Отожженный	76-100	6	16	4,5	-	3,4-3,9
Пруток кованый диаметром или со стороной квадрата, мм
65-100**	АМТУ 534-67	Отожженный	80-100	10	25	4	-	3,4-3,9
101-250***	АМТУ 534-67	Отожженный	76-100	6	16	4,5	-	3,4-3,9
Штамповка и поковка толщиной, мм
до 100**	ОСТ1 90000-70	Отожженная	80-100	10	25	4	-	3,4-3,9
101-250***	ОСТ1 90000-70	Отожженная	76-100	6	16	4,5	-	3,4-3,9
* Свойства факультативны. В продольном направлении. * В поперечном направлении.

Механические свойства сплава ВТ5-1 при комнатной и высоких температурах
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	Е_д	E	G	σ_0,2	σ_в	δ₅	ψ	μ
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²					%		μ
Пруток диаметром до 100 мм	Отожженый	20	12800	-	4500	75	85	8	33	0,33
		400	11200	-	3900	-	-	-	-	0,43
		500	10700	-	-	-	-	-	-	-
		600	10100	-	3500	31	46	7	49	0,45
		700	9500	-	3280	17	33	25	68	0,45
		800	9000	-	3000	8	20	40	92	0,50
Лист толщиной до 3 мм		20	-	11500	-	75	85	13	-	-
		250	-	9500	-	52	60	13	-	-
		350	-	8500	-	48	55	10	-	-
		400	-	-	-	46	54	10	-	-
		500	-	7300	-	40	48	9	-	-

Механические свойства сплава ВТ5-1 при сжатии, кручении и срезе при комнатной температуре
Вид полуфабриката	Состояние	σ_{0,2 сж}	σ_{в сж}	τ_0,3	τ_в	τ_ср
Вид полуфабриката	Состояние	кгс/мм²
Пруток	Отожженый	80	160	48	67	61

Механические свойства сплава ВТ5-1К при комнатной и низких температурах
Состояние	Температура испытания, °С	σ_0,2	σ_в	δ₅	ψ	а_н	а_т.у.*	σ^н_в/σ_в
Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²		%		кгс·м/см²		σ^н_в/σ_в
Отожженый	-253	130-150	135-160	8	16	3	-	1,0
	-196	118-126	120-135	15	25	4	3	1,2
	20	65-85	70-87	12	35	6	4	1,2
* Лист толщиной 2 мм.

Пределы длительной прочности, ползучести и выносливости сплава ВТ5-1
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ₁₀₀	σ₅₀₀	σ₁₀₀₀	σ₂₀₀₀	σ_0,2/100	σ*_-1
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²
Пруток диаметром до 100 мм	Отожженый	20	-	-	-	-	-	50
		250	60	-	-	-	-	-
		300	57	-	-	-	-	-
		350	55	-	-	-	-	35
		400	47	40	-	37	38	-
		450	33	28	-	23	20	-
		500	25	20	-	15	8	27
		550	15	-	-	-	-	-
Лист толщиной 3 мм		20	-	-	-	-	-	40
		250	-	-	59	-	50	-
		300	-	-	56	-	45	-
		350	-	-	54	-	38	35
		400	-	-	39	-	-	-
		450	-	-	26	-	-	-
		500	-	-	17	-	5	26
* На базе 10⁷ циклов.

Секундная прочность сплава ВТ5-1
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ_60"	σ_100"	σ_120"	σ_180"	σ_200"	σ_210"	σ_300"
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²
Лист толщиной до 2 мм	Отожженый	500	56	-	54	53	-	52	52
		600	39	-	35	34	-	33	33
		700	26	-	22	21	-	20	19
		800	16	15	-	-	12	-	10

Механические свойства при комнатной температуре после длительных нагревов
Вид полуфабриката	Состояние	Режим нагрева		σ_в	δ₅	ψ
Вид полуфабриката	Состояние	температура,°С	время, час	кгс/см²	%
Пруток	Отожженый	Исходное состояние		80	12	34
		350	3000	80	11,5	33
		450	3000	81	12	30

Физические свойства
Коэффициент термического линейного расширения
Плотность: 4420 кг/м³
Температура, °С	20-100	20-200	20-300	20-400	20-500	20-600	20-700	20-800	20-900	100-200	200-300	300-400	400-500	500-600	600-700
α·10⁶ 1/град	8,5	8,9	9,1	9,3	9,5	9,6	9,7	10,1	10,5	9,3	9,7	10,0	10,3	10,5	11,0

Коэффициент теплопроводности
Температура, °С	25	100	200	300	400	500	600	700	800
λ, Вт/м·град	8,8	9,6	10,9	12,2	13,4	14,7	15,9	17,2	18,4

Удельная теплоемкость
Температура, °С	100	200	300	400	500	600	700	800
с, кдж/кг·град	0,503	0,545	0,566	0,587	0,628	0,670	0,712	0,796

Удельное электросопротивление
Температура, °С	20
ρ·10⁶, ом·см	138

Степень черноты полного нормального излучения*
Состояние поверхности	ε_н при температуре, °С
Состояние поверхности	100	200	300	400	500	600	700	800
Лист после отжига и тепловой прогладки	-	-	0,315	0,335	0,35	0,46	0,64	0,66
* Испытание на воздухе при ступенчатом нагреве с выдержкой 2 часа через каждые 100°С.

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 слитка	1180-900	30-50	На воздухе
Ковка предварительно деформированной заготовки	1100-850	40-70
Штамповка на прессе	1020-850	40-70
Штамповка на молоте	1100-900	40-70
* Инструкция ВИАМ №680-70.

Рекомендуемая термическая обработка*
Вид термической обработки	Температура, °С	Выдержка, час	Условия охлаждения
Отжиг листов	700-750	0,25-1	На воздухе
Отжиг прутков, поковок, штамповок и профилей	800-850	0,25-1
Неполный отжиг	500-600	0,5-4
* Инструкция ВИАМ №685-69.

Штампуемость*
Температура	Вытяжка	Отбортовка	Выдавка	Гибка на угол 90°
°С	К_раб	К_раб	К_раб. %	r_min
20	1,2-1,5	1,2-1,5	5-8	3,5-5,0 s**
600-750	1,4-1,7	1,4-1,75	12-16	2,3-4,0 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 сварных соединений
						σ_в	Угол изгиба	Р_ср	Р_отр
						кгс/мм²	град	кгс
ВТ5-1 + ВТ5-1	ААрДЭС	≤3	Без присадки	Отжиг при 550°С, 0,5-4 час	20	75-82	50-60	-	-
					350	50	-	-	-
					500	45	-	-	-
	Контактная точечная	1,5+1,5	-	Без термической обработки	20	-	-	1680	430
Примечание: Сплав может свариваться со всеми листовыми свариваемыми титановыми сплавами. Предел прочности сварного соединения ≥0,9σ_в основного материала менее прочного сплава.

Применение
Сплав ВТ5-1 - для сварных силовых деталей и узлов, длительно работающие (10000 часов) при температурах до 450°С и кратковременно (до 5 мин) при 800°С. Сплав ВТ5-1К - для изделий, работающих при низких температурах (до -253°С).