СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА Советский патент 1994 года по МПК C22C14/00 

Изобретение относится к металлургии титановых сплавов, а именно к титановым сплавам, предназначенным для применения в качестве конструкционных материалов в криоэлектрических машинах, криогенном машиностроении и других, смежных с ними областях.

В металлургии и криогенной технике известен ряд сплавов на основе титана, обладающих удовлетворительной прочностью и пластичностью в интервале температур от плюс 20^оС до минус 196^оС. Так, известен сплав на основе титана ВТ6С, состав которого следующий, % ; ванадий 4,0; алюминий 5,0; титан - остальное до 100. Сплав ВТ6С имеет достаточно высокие прочностные свойства: его предел текучести при температуре плюс 20^оС равен 81 кГс/мм², а при минус 196^оС-127 кГс/мм², но при этом сплав малопластичен - при температуре минус 196^оС относительное сужение сплава менее 50% , относительное удлинение 10% .

Наиболее близок по химическому составу к изобретению сплав, содержащий, мас. % : Молибден 2,0-3,5 Ванадий 2,0-3,5 Ниобий 2,0-3,5 Титан Остальное
Хотя прочностные свойства известного сплава (предел текучести и предел прочности) достаточно велики во всем интервале температур, его пластичность низка: относительное удлинение находится на уровне 16-20% при комнатной температуре и 12-15% при температуре минус 196^оС.

Целью изобретения является повышение пластичности в интервале температур от плюс 20^оС до минус 196^оС.

Для этого сплав на основе титана, содержащий ванадий и молибден, содержит компоненты в следующем соотношении, мас. % : Ванадий 1,0-3,5 Молибден 1,0-1,5 Титан Остальное
Из технической шихты выплавлена серия сплавов, состав которых приведен в табл. 1. Из выплавленных сплавов изготовлены стандартные образцы для проведения механических испытаний. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Для сравнения в табл. 2 приведены также механические свойства известного сплава.

Из данных табл. 2 следует, что описываемый сплав имеет высокую пластичность - относительное удлинение 24-30% при температуре плюс 20^оС и 27-46% при температуре минус 196^оС, что в два-три раза превышает относительное удлинение известного сплава при минус 196^оС, В то же время прочность описываемого сплава находится на уровне, характерном для титановых сплавов средней прочности.

Нижний предел содержания молибдена 1,0% обусловлен тем, что при содержании молибдена менее 1% сплав не обладает достаточной прочностью. При повышении содержания молибдена свыше 1,5% (верхний предел) резко падает пластичность сплава.

Нижний предел содержания ванадия - 1,0% определяется достижением необходимой прочности при данной системе легирования. При достигнутом уровне прочности повышение содержания ванадия свыше 3,5% (верхний предел) приводит к охрупчиванию и снижению пластичности сплава.

Описываемый сплав технологичен, подвергается ковке, прокатке, обработке резанием и другим видам обработки. Применение после прокатки или ковки отжига при температуре 600-650^оС в течение 1-1,5 ч с целью снятия наклепа позволяет получить однородную мелкокристаллическую структуру данного сплава.

Преимуществом сплава является низкая критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние (4,0 К и ниже); она ниже температуры кипения жидкого гелия (4,2 К), являющегося рабочей средой сверхпроводящих устройств, в то время как критическая температура сплава - прототипа - 5,4 К.

Использование описываемого сплава, обладающего в 2-3 раза более высокой пластичностью, чем известный, позволяет снизить склонность к хрупкому разрушению, особенно опасную в условиях низких температур, и повысить надежность узлов и деталей криогенной техники.

(56) Глазунов С. Г. и др. Конструкционные титановые сплавы. М. : 1974, с. 226.

Авторское свидетельство СССР N 463732, кл. С 22 С 14/00, 1973.

СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА, содержащий ванадий и молибден, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности в интервале температур от 20^oС до -196^oС, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. % :
Ванадий 1,0 - 3,5
Молибден 1,0 - 1,5
Титан Остальное