СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИДА ТИТАНА Российский патент 2013 года по МПК C22C14/00 

Предполагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления изделий для авиационной и космической промышленности.

Известен сплав на основе титана, состоящий из (мас.%): ниобий - 38,0-42,0, алюминий - 10,0-12,0, молибден - 0,5-1,0, цирконий - 1,0-1,5, кремний - 0,1-0,25, ванадий - 1,0-1,5, углерод - 0,05-0,08 (заявка на изобретение Российской Федерации №2001125968, С22С 14/00, 20.06.2003 г.)

Недостатком этого сплава является низкая технологическая пластичность и низкие показатели характеристик пластичности при комнатной температуре.

Известен также сплав на основе титана, состоящий из (мас.%): ниобий - 43,0-45, алюминий - 9,0-11,0, тантал - 0,02-0,3, кремний - 0,04-0,2 (патент Российской Федерации №2375484, С22С 14/00, 26.05.2008 г.) прототип.

Недостатком этого сплава являются недостаточно высокие показатели прочности, жаропрочности и жаростойкости, небольшой срок службы при рабочих температурах, а также недостаточно высокие показатели пластических характеристик.

Предлагается сплав на основе титана, состоящий из (мас.%):

Ниобий 44,0-47,0 Алюминий 8,0-12,0 Тантал 0,02-0,5 Кремний 0,04-0,3 Медь 0,03-0,2 Хром 0,03-0,2 Титан остальное

Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что в него дополнительно введены медь и хром, а компоненты взяты в следующем соотношении (мас.%):

Ниобий 44,0-47,0 Алюминий 8,0-12,0 Тантал 0,02-0,5 Кремний 0,04-0,3 Медь 0,03-0,2 Хром 0,03-0,2 Титан остальное

Повышение содержания ниобия в данном сплаве позволяет получать, после проведения термодеформационных обработок, металл с равномерной структурой состоящей из β - фазы, по границам и внутри которой выделяется О - фаза различной морфологии, что позволяет повысить прочность, жаропрочность и жаростойкость сплава. Введение меди в данный сплав приводит к выделению при старении дисперсного соединения Ti₂Cu, что увеличивает пластичность и свариваемость материала.

Добавка хрома способствует образованию соединения TiCr₂ которое обеспечивает более высокую стабильность β - фазы, что обеспечивает более высокую технологическую пластичность. Это позволяет при деформации заготовок из данного сплава уменьшить величину зерна, повысить однородность структуры по сечению всего полуфабриката, и тем самым обеспечить более высокие уровень и стабильность механических свойств изделия.

Техническим результатом применения данного сплава является повышение прочности, жаропрочности, жаростойкости, пластичности, и, как следствие, повышение срока службы изготовленных деталей и полуфабрикатов.

Пример.

Получали слиток из титанового сплава с химическим составом (мас.%):

Ниобий - 46,5 Алюминий - 9,6 Тантал - 0,2 Кремний - 0,11 Медь 0,1 Хром 0,1

Титан - основа

Слиток диаметром 190 мм нагревали до температуры 1080°С и осаживали методом дробной деформации на вертикальном гидравлическом прессе усилием 10000 тнс.

Механические свойства образцов в состоянии деформация + термообработка, определенные по статическим испытаниям, представлены в таблице.

По такой же схеме был изготовлен и испытан сплав - прототип.

№ эксперимента Способ изготовления σв, МПа σ_0,2, МПа δ,% ψ, % К_1С, МПа·м^1/2 , Мпа 1. Предлагаемый сплав 1100-1170 1020-1070 14-16 15-25 35-38 350 2. Сплав - прототип 970-1030 940-1000 8-14 15-25 30-38 300

Таким образом предлагаемый сплав позволяет повысить пластичность на 2-4%, прочность на 70-140 МПа, жаропрочность на 50 МПа, и как следствие, значительно увеличить срок службы конструкционных изделий.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в качестве конструкционного материала для изделий авиационной и космической промышленности. Сплав на основе алюминида титана содержит, мас.%: ниобий 44,0-47,0, алюминий 8,0-12,0, тантал 0,02-0,5, кремний 0,04-0,3, медь 0,03-0,2, хром 0,03-0,2, титан - остальное. Сплав обладает высокими значениями прочности, жаростойкости, пластичности. 1 табл., 1 пр.

Сплав на основе алюминида титана, содержащий ниобий, алюминий, тантал, кремний и титан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь и хром при следующем соотношении компонентов, масс.%:
Ниобий 44,0-47,0 Алюминий 8,0-12,0 Тантал 0,02-0,5 Кремний 0,04-0,3 Медь 0,03-0,2 Хром 0,03-0,2 Титан остальное