Сплав 27Б

Сплав 27Б — деформируемый псевдо-α титановый сплав, модифицированный бором. Регламентируется ГОСТ 19807-91 «Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки». Обозначение «Б» в маркировке означает боромодифицированный вариант базового сплава марки 27; приставка «ВТ» в данном обозначении не используется.

Химический состав сплава 27Б по ГОСТ 19807-91

Состав базового сплава 27 регламентирован ГОСТ 19807-91. Бор вводится расчётно в количестве не более 0,003 % и аналитически не определяется — такой порядок установлен примечанием 11 к таблице стандарта.

Элемент	Содержание, % (масс.)
Титан	Основа
Алюминий (Al)	3,0–4,2
Цирконий (Zr)	2,0–3,0
Ванадий (V)	0,7–1,5
Кремний (Si)	не более 0,12
Железо (Fe)	не более 0,25
Кислород (O)	не более 0,15
Азот (N)	не более 0,05
Углерод (C)	не более 0,05
Водород (H)	не более 0,015 (для слитков)
Бор (B) — модификатор «Б»	не более 0,003 (расчётно, не определяется)
Прочие примеси (сумма)	не более 0,30

Стандарт допускает сужение пределов по основным легирующим элементам в нормативной документации на конкретные виды полуфабрикатов.

Структурный тип и роль легирующих элементов

По структуре в отожжённом состоянии сплав 27Б относится к псевдо-α (псевдоальфа) классу: в структуре преобладает гексагональная плотноупакованная (ГПУ) α-фаза с небольшой долей β-фазы. Такой тип структуры обусловлен соотношением стабилизирующих элементов.

Алюминий (3,0–4,2 %) является α-стабилизатором: он растворяется преимущественно в α-фазе, повышает её прочность и жаропрочность без существенного снижения пластичности. Цирконий (2,0–3,0 %) — нейтральный элемент, дополнительно упрочняет α-фазу, повышает жаропрочность и сопротивление ползучести при повышенных температурах. Ванадий (0,7–1,5 %) — умеренный β-стабилизатор; при данном содержании он обеспечивает присутствие небольшого количества β-фазы (до 5–7 %), улучшает технологическую пластичность при горячей деформации. Кремний (до 0,12 %) повышает сопротивление ползучести: при высоких температурах он образует мелкодисперсные силициды, тормозящие движение дислокаций по границам зёрен.

Роль боромодификации (суффикс «Б»)

Бор в количестве до 0,003 % вводится в расплав на стадии плавки слитка как модификатор зерна. При таком содержании он образует мельчайшие бориды титана, которые становятся зародышами при кристаллизации β-зёрен, резко уменьшая их размер в слитке. Мелкозернистая структура слитка наследуется в готовом деформированном полуфабрикате: улучшается однородность механических свойств, снижается анизотропия, облегчается горячая деформация. Содержание бора не определяется аналитически — оно задаётся при плавке расчётным путём.

Физические свойства и рабочие температуры

Характеристика	Значение
Плотность	4,5 г/см³
Максимальная рабочая температура (длительная)	до 400–450 °C

Благодаря псевдо-α структуре, легированию цирконием и кремнием сплав 27Б обладает повышенной термической стабильностью и хорошим сопротивлением ползучести по сравнению с (α+β)-сплавами аналогичной прочности. Это делает его пригодным для длительной работы при умеренно повышенных температурах.

Механические свойства (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, твёрдость) существенно зависят от вида полуфабриката, толщины стенки и режима термообработки. Конкретные нормы устанавливаются нормативной документацией на соответствующий вид продукции.

Коррозионная стойкость

Как и большинство деформируемых титановых сплавов, сплав 27Б устойчив к коррозии в широком диапазоне агрессивных сред: морской воде, растворах хлоридов, слабых кислотах, щелочах и ряде органических сред. Устойчивость обеспечивается самовосстанавливающейся плотной оксидной плёнкой TiO₂. Сплав не стоек к фтористоводородной кислоте, концентрированной серной и соляной кислотам — эти среды разрушают пассивирующую плёнку.

Термическая обработка

Основной вид термообработки — отжиг. Температура отжига — до 860 °C с последующим охлаждением на воздухе. Режим снимает внутренние напряжения, восстанавливает пластичность после деформационного упрочнения и формирует равновесное соотношение α- и β-фаз.

Поскольку сплав является псевдо-α, он практически не упрочняется закалкой со старением (содержание β-фазы недостаточно для значимого дисперсионного упрочнения). Основной способ регулирования свойств — степень горячей деформации и режим отжига.

Технологическая обрабатываемость давлением

Сплав 27Б обрабатывается горячим деформированием: ковкой, прокаткой, прессованием, ротационной ковкой. Хорошая технологическая пластичность в горячем состоянии позволяет получать тонкостенные профили и трубы. Холодная деформация возможна в ограниченных степенях с промежуточными отжигами для восстановления пластичности. Свариваемость удовлетворительная — применяются методы сварки, обычные для титановых сплавов (аргонодуговая, электронно-лучевая), с обязательной защитой зоны сварки от окисления.

Полуфабрикаты из сплава 27Б

Из сплава 27Б производятся деформированные полуфабрикаты:

Вид полуфабриката	Примечание
Прутки горячекатаные и кованые	Широкий диапазон диаметров
Трубы бесшовные	В том числе тонкостенные
Прессованные профили	Открытые и закрытые профили
Поковки и штамповки	Различной формы и массы
Слитки	Исходная заготовка для дальнейшей переработки

Применение сплава 27Б

Сочетание умеренной прочности, жаропрочности и хорошей технологической пластичности определяет применение сплава 27Б как конструкционного материала в следующих областях:

• Авиационная техника — детали конструкции планера, трубопроводы, элементы агрегатов, работающих при умеренно повышенных температурах.
• Приборостроение — детали точных приборов, требующие сочетания малой плотности, коррозионной стойкости и прочности.
• Изделия специального назначения — конструкционные детали, работающие в агрессивных средах и при повышенных температурах.

Подробнее о других марках и формах поставки — в разделе Титановые сплавы. С аналогичным боромодифицированным сплавом системы Ti–Al–Zr–V можно ознакомиться на странице Сплав 2ВБ.

Поставка сплава 27Б

Поставляется в виде прутков, труб, профилей и поковок. Форма поставки, точность изготовления, допуски на размеры и нормы механических свойств устанавливаются отраслевыми стандартами на конкретный вид полуфабриката. Количество, сортамент и условия отгрузки согласовываются по заявке. Для уточнения наличия нужной марки и размера — направляйте запрос менеджерам.