Титановый круг

Что такое титановый пруток (круг)

Титановый круг — это горячекатаный или кованый пруток круглого сечения из технически чистого титана или титанового сплава. В производственной документации и прайс-листах термины «титановый круг» и «титановый пруток» равнозначны и обозначают один вид сортового проката.

Материал востребован там, где требуется сочетание высокой удельной прочности, коррозионной стойкости и малой плотности. Плотность титана составляет около 4,5 г/см³ — примерно вдвое меньше, чем у нержавеющей стали, при сопоставимом уровне прочности. Это делает титановый пруток незаменимым в авиастроении, ракетно-космической отрасли, судостроении, химической и нефтехимической промышленности, атомной энергетике и медицине.

Нормативная база: ГОСТ и ОСТ на титановый пруток

Основной стандарт на горячекатаные прутки — ГОСТ 26492-85 «Прутки катаные из титана и титановых сплавов. Технические условия». Химический состав всех марок регламентируется ГОСТ 19807-74.

Кованые прутки из титановых сплавов диаметром от 140 до 200 мм изготавливаются по ОСТ1 90107-73. Крупногабаритный катаный пруток, а также прутки специального назначения для авиационно-космической отрасли поставляются по ОСТ1 90173-75 и ОСТ1 90266-86.

Марки титана и титановых сплавов для прутков

По ГОСТ 26492-85 горячекатаные прутки изготавливают из следующих марок:

• Технически чистый титан: ВТ1-00, ВТ1-0, ВТ1-2
• Псевдо-α сплавы: ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4, ВТ5, ВТ5-1
• α+β сплавы: ВТ3-1, ВТ6, ВТ6С, ВТ8, ВТ9, ВТ14, ВТ20
• β сплавы: ВТ22

Кованые прутки по ОСТ1 90107-73 дополнительно охватывают марки ОТ4-2, ВТ4, ВТ23.

Для прутков специального и авиационного назначения применяются также марки ПТ3В, ПТ7М, 3М, ТС6 и ряд других — по соответствующим отраслевым стандартам и ТУ.

Группы качества и точность изготовления

ГОСТ 26492-85 устанавливает две группы качества:

• Обычное качество — маркировка без дополнительных обозначений (например, ВТ6 65 ГОСТ 26492-85)
• Повышенное качество — буква «П» в обозначении марки (например, ВТ6.П 65 ГОСТ 26492-85); для прутков повышенного качества нормируются микроструктура и величина зерна

По точности изготовления различают нормальную и повышенную точность (буква «П» в обозначении размера).

Прутки поставляются без термической обработки — в горячекатаном состоянии. По требованию заказчика допускается обточка или термообработка.

Сортамент: диаметры и длины по ГОСТ 26492-85

Диаметр прутка, мм	Диапазон немерной длины	Предельное отклонение мерной длины
10–20	0,5–4,0 м	+30 мм
Св. 20 до 60	0,5–6,0 м	+50 мм
Св. 60 до 150	0,5–2,0 м	+70 мм

Прутки поставляются немерной длины, мерной длины и кратной мерной длины в пределах диапазонов, указанных выше.

Отклонение от прямолинейности: не более 5 мм на 1 м для диаметров до 60 мм включительно; не более 7 мм на 1 м для диаметров свыше 60 мм.

Требования к поверхности

ГОСТ 26492-85 запрещает трещины и закаты на поверхности. Допускаются отдельные мелкие плены, рванины, чешуйчатость, морщины, отпечатки, подрезы, рябизна и царапины — при условии, что зачистка этих дефектов не выводит пруток за предельные минусовые отклонения по диаметру. Также допускается ус, не выводящий пруток за пределы плюсового предельного отклонения.

По требованию заказчика прутки могут поставляться с обточенной поверхностью. Шлифованные прутки изготавливаются по отдельным техническим условиям (ТУ).

Физические и механические свойства: по маркам

Характеристики прутков существенно различаются в зависимости от марки сплава. Ниже приведены ориентировочные значения по ГОСТ 26492-85 (механические свойства нормируются для каждой марки и диаметра отдельно — уточняйте по сертификату).

Марка	Тип сплава	σв, МПа (мин.)	Макс. рабочая температура, °C	Характерные свойства
ВТ1-0	Технически чистый	345	~300	Максимальная пластичность и коррозионная стойкость; хорошая свариваемость
ОТ4	Псевдо-α	685	~350	Хорошая свариваемость, штампуемость; применяется в химическом и судовом машиностроении
ВТ3-1	α+β	980	~400	Высокая статическая прочность; авиационные несущие конструкции
ВТ6	α+β	930	~400	Высокопрочный, хорошо деформируется; авиация, имплантаты, нефтегаз
ВТ9	α+β	1000	~500	Жаропрочный; лопатки и диски компрессоров газотурбинных двигателей
ВТ20	α+β	980	~500	Сочетание жаропрочности и свариваемости; авиакосмическая отрасль
ВТ22	β	1100	~300	Максимальная статическая прочность среди отечественных сплавов; крупногабаритные детали

Точные нормируемые значения σ_в, σ_0,2, δ и ψ для каждой марки и диапазона диаметров установлены в таблицах 2 и 3 ГОСТ 26492-85.

Коррозионная стойкость титановых прутков

Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной и самовосстанавливающейся оксидной плёнки TiO₂. Технически чистый титан (ВТ1-0, ВТ1-00) и псевдо-α сплавы устойчивы в:

• морской воде и большинстве хлоридсодержащих сред;
• азотной кислоте (концентрированной и разбавленной);
• растворах хлоридов, сульфатов, фосфатов;
• сероводородсодержащих средах (нефтегазовая промышленность);
• органических кислотах (лимонной, молочной, щавелевой и др.).

Титан неустойчив в плавиковой кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, расплавах щелочей и в среде сухого хлора. При выборе марки для агрессивных сред необходимо проверять химическую совместимость с конкретным рабочим агентом.

Биосовместимость: применение в медицине

Технически чистый титан марок ВТ1-0, ВТ1-00 и сплав ВТ6 биологически инертны — не вызывают токсических и аллергических реакций в тканях организма. Это делает их основным материалом для изготовления ортопедических и стоматологических имплантатов, пластин для остеосинтеза, хирургического инструмента.

Применение титановых прутков по отраслям

Отрасль	Типовые детали и применение	Рекомендуемые марки
Авиастроение и ракетно-космическая	Лонжероны, шасси, крепёж, детали двигателей, силовые шпангоуты	ВТ3-1, ВТ6, ВТ9, ВТ20, ВТ22
Химическая и нефтехимическая	Валы мешалок, детали насосов, фланцы, крепёж для агрессивных сред	ВТ1-0, ОТ4, ВТ6
Судостроение и морская техника	Детали, работающие в морской воде; гребные валы, крепёж	ВТ1-0, ОТ4, ВТ6
Атомная энергетика	Детали теплообменников, трубопроводной арматуры	ВТ1-0, ВТ1-00
Медицина	Имплантаты, остеосинтетические конструкции, хирургический инструмент	ВТ1-0, ВТ6
Нефтегазовая	Детали насосов, запорная арматура, крепёж для сероводородных сред	ВТ1-0, ОТ4, ВТ6, ВТ14

Условия поставки

Прутки поставляются партиями. Каждая партия должна состоять из прутков одной марки сплава, одного диаметра и одной группы качества. К партии прилагается документ о качестве (сертификат), содержащий результаты химического анализа и механических испытаний.

Каждый пруток диаметром до 60 мм маркируется краской с одного торца. На пучки крепятся ярлыки с указанием марки, номера партии и клейма ОТК.

Возможные формы поставки:

• горячекатаные прутки немерной, мерной или кратной мерной длины по ГОСТ 26492-85;
• кованые прутки диаметром от 140 мм по ОСТ1 90107-73;
• прутки с обточенной поверхностью — по согласованию.

Смотрите также: титановые сплавы — обзор марок и их применения, а также страницу сплав ВТ6 — наиболее распространённый конструкционный титановый сплав для прутков.