ВТ20 - Титановый деформируемый сплав | Справочник металлов и сплавов

Марка: ВТ20	Класс: Титановый деформируемый сплав
Использование в промышленности: детали, длительно работающие при температуре до 500°; коррозионная стойкость хорошая; класс по структуре псевдо α

Химический состав в % сплава ВТ20
Fe	до 0,3
C	до 0,1
Si	до 0,15
Mo	0,5 - 2
V	0,8 - 2,5
N	до 0,05
Ti	84,938 - 91,7
Al	5,5 - 7
Zr	1,5 - 2,5
O	до 0,15
H	до 0,012

Дополнительная информация и свойства

Твердость материала: HB 10^-1 = 255 - 341 МПа
Свариваемость материала: без ограничений.

Механические свойства сплава ВТ20 при Т=20^oС
Прокат	Размер	Напр.	σ_в(МПа)	s_T (МПа)	δ₅ (%)	ψ %	KCU (кДж / м²)
Пруток			950-1150	840	10	25	450

Физические свойства сплава ВТ20
T (Град)	E 10^{- 5} (МПа)	a 10⁶ (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м³)	C (Дж/(кг·град))	R 10⁹ (Ом·м)
20	1.12		8	4450		1110
100		8.3	8.8
200		8.3	10.2		0.587
300		9	10.9		0.628
400		9.2	12.2		0.67
500		9.3	13.8		0.712
600		9.5	15.1

Легирование металла шва титана ВТ20 при сварке: сплав ВТ20 системы Al-Мо-V-Zr является типичным сплавом с малым содержанием изоморфных p-стабилизаторов в пределах их растворимости в а-фазе. Количество остаточной в-фазы в нем незначительно, поэтому при всех видах ручной и автоматической сварки, без присадочного металла и с введением низколегированных присадочных проволок, металл шва и околошовной зоны имеет игольчатое строение а`-фазы, крупнозернистое в металле шва и более мелкозернистое в зоне термического влияния.

При сварке металла толщиной до 5,0 мм используют присадку из а-сплава Ti - 3,0%Al, для больших толщин применяют проволоки систем Ti-Al-V-Zr или Ti-Al-V-Mo-Zr с пониженным содержанием Al по сравнению с основным металлом (табл. ниже). При сварке сплава ВТ6С толщиной более 10-12 мм использование нелегированной проволоки либо проволоки, легированной а-стабилизатором - алюминием в количестве 2-4%, существенно понижает прочность металла шва по сравнению с прочностью основного металла. Шов имеет большой запас пластичности, но не воспринимает упрочняющей термической обработки.

Механические свойства сварных соединений сплава ВТ20, выполненных аргоновой сваркой с присадочным металлом различного состава

Вид сварки	Состав присадочного металла	σ_в, кгс/мм²	α°	a_н, кгс⋅м/см²	α_т.у., кгс⋅м/см²
δ = 1,2 мм
Основной металл	‒	107,8‒115,5	40-54	‒	‒
		110,7	48
Автоматическая	3,98Al; 2Zr; 0,83Mo; 0,91V	113,4‒115,0	44‒83	‒	‒
		114,3	57
Ручная	То же	114,2‒114,4	28‒50	‒	‒
		114,3	39
Автоматическая	4,74AI; 1,35Zr 1,92V	116,2-116,4	49‒ 62	‒	‒
		116,3	55
Ручная	То же	108,4‒ 110,1	40‒ 61	‒	‒
		109,2	50,5
δ = 3 мм
Основной металл	‒	109‒ 111,2	32‒ 31	4,6‒ 4,9	‒
		110,5	33	4,7
Автоматическая	3,98Al; 2Zr; 0,83Mo; 0,91V	107‒ 108,2	30‒ 38	4,7‒ 5,7	‒
		107,6	34	5,2
Ручная	То же	107,8‒ 107,6	25‒ 29	‒	‒
		107,7	27
Автоматическая	4,74AI; 1,35Zr 1,92V	109,1‒ 110,9	26‒ 34	‒	‒
		110,0	30
Ручная	То же	104,5‒ 107,1	24‒ 40	5,1‒ 6,5	‒
		105,8	32‒ 31	5,8
δ = 4 мм
Автоматическая	Ti ‒ 3Al	107‒ 109	‒	3,6‒ 6,0	3,2‒ 3,5
		108		4,8	4,2
δ = 5 мм
Основной металл	‒	116,7‒117,9	20‒ 33	4‒ 4	‒
		117,3	26	4
Автоматическая	3,98Al; 2Zr; 0,83Mo; 0,91V	105,5‒ 112,9	‒	4,9‒ 5,4	‒
		109,2		5,1
Ручная	То же	103,5‒ 107,7	‒	5,5‒ 6,5	‒
		105,6		6,0
Автоматическая	4,74AI; 1,35Zr 1,92V	111,7‒ 114,5	‒	4,6‒ 5,5
		113,1		5,1
Ручная	То же	104,3‒ 108,2	‒	5,1‒ 6,2	‒
		106,1		5,6
δ = 7 мм
Автоматическая	Ti ‒ 3Al	102‒ 104	‒	3,8‒ 6,0	3,5‒ 5,7
		103		4,9	4,6
δ = 10 мм
Автоматическая	Ti ‒ 2Al ‒ 2Zr ‒ 1Mo ‒ 1V	102‒ 103	‒	‒	‒
		102,5
	Ti ‒ 3Al	100‒ 101	‒	4,8‒ 6,7	4,4‒ 6,2
		100,5		5,7	5,3
δ = 20 мм
Автоматическая	То же	91‒ 93	‒	3,0‒ 3,5	‒
		92		3,2

Примечания:

В числителе указаны минимальные и максимальные значения из пяти результатов; в знаменателе - средние значения.
αт.у. - удельная работа разрушения образцов с трещиной.

σв

временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

σ0,05

предел упругости, МПа

σ0,2

предел текучести условный, МПа

δ5, δ4, δ10

относительное удлинение после разрыва, %

σсж 0,05 и σсж

предел текучести при сжатии, МПа

относительный сдвиг, %

sв

предел кратковременной прочности, МПа

относительное сужение, %

KCU и KCV

ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2

предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа

твердость по Бринеллю

твердость по Виккерсу

HRCэ

твердость по Роквеллу, шкала С

HRB

твердость по Роквеллу, шкала В

HSD

твердость по Шору

относительная осадка при появлении первой трещины, %

Jк

предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа

σизг

предел прочности при изгибе, МПа

σ-1

предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа

J-1

предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа

количество циклов нагружения

R и ρ

удельное электросопротивление, Ом·м

модуль упругости нормальный, ГПа

температура, при которой получены свойства, Град

l и λ

коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)

удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]

pn и r

плотность кг/м3

коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С

σtТ

предел длительной прочности, МПа

модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

Продукция марки ВТ20