Сплав на основе титана Советский патент 1992 года по МПК C22C14/00 

СО

С

Использование: для изготовления сварных конструкций в авиационной технике. Сущность изобретения: сплав на основе титана, содержащий мас.%: алюминий 5-6,8; цирконий 5-7; ванадий 1-2,5; медь 0,01- 0,12; никель 0,01-0,12; титан остальное. Характеристика сплава: длительная прочность за 100 ч 72-76 (350° С), 48-52 (500° С), 26-28

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию сплавов на основе титана, предназначенных для изготовления сварных конструкций авиационной техники.

Известен свариваемый сплав на основе титана, содержащий, мас.%:

Алюминий4,7-5,8

Цирконий2,2-3,5

Ванадий1,3-3,2

Олово1-2

Молибден0,8-1,5

Состав сплава, мас.%: Ti 5,8; AI 2; V 3,5; Zr 1; Sn 0,8 и Mo имеет следующие механические свойства: 7ifj8c 62 кгс/мм2;

.-ГШС 41 кгс/мм2; кгс/мм2; а -1 31 кгс/мм2.

Цель изобретения - повышение длительной прочности и выносливости сварных соединений.

Поставленная цель достигается тем, что в сплав, содержащий алюминий, ванадий и цирконий, дополнительно вводятся медь и никель при следующем соотношении, мас.%:

Алюминий5,0-6,8

Ванадий1,0-2,5

Цирконий5-7

Медь0,01-0,12

Никель0,01-0,12

ТитанОстальное

Допустимые примеси в сплаве: кремния до 0,12 мас.%, железа до 0,25 мас.%, кислорода до 0,12 мас.%, азота до 0,04 мас.%, водорода до 0,006 мас.%.

Сплав содержит а- стабилизатор (AI), /5-стабилизаторы ( V,Fe,Si,Cu,Ni,H) и нейтральный упрочнитель (Zr),

Введение в сплав 5-7 мас.% циркония эффективно упрочняет а-твердый раствор.

VI

00

ел

VI

Введение в сплав меди и никеля в пределах растворимости в а- фазе (0,01-0,12 мае.%)такжеупрочняет «-твердый раствор и особенно сильно границы зерен и фаз.

Предложенное комплексное легирование а- и / -стабилизаторами в пределах растворимости в а -фазе обеспечивает сложное твердорастворенное взаимодействие и эффективное упрочнение «-твердого раствора, что приводит к значительному улучшению эксплуатационных характеристик.

Выплавляли слитки методом вакуумной дуговой плавки предлагаемого состава, мас.%: AI5; V 1; Zr5; Fe 0,02; Si 0,01; Си 0,01 ; Ni 0,01; N 0,002; Ti остальное (сплав 1); AI 6,8; V 2,5; Zr 7; Fe 0,25; Si 0,12; Си 0,12; Ni 0,12; N 0,006; Ti остальное (сплав 2); AI 5,6; V 2; Zr 6; Fe 0,1; Si 0,07; Си 0,07; Ni 0,07; N Ti остальное (сплав З).

Выплавляли слитки за указанными пределами состава, мас. V5,0;Zr3; FeO,01; Si 0,007; Си 0,007; Ni 0,007; N 0,001; Ti остальное (сплав 4); AI 7,5; V 4; Zr 8; Fe 0,35; 0,2 Si; Си 0,2; Ni 0,2; N 0,015; Ti остальное (сплав 5).

Для получения сравнительных данных выплавляли слитки состава прототипа (сплав 6).

0

5

0

5

Слитки проковывали на плиты, а затем катали на листы толщиной 8 мм. Листы сваривали ЭЛС.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Предложенный сплав по сравнению с известными обладает на 25-30% более высокими характеристиками длительной прочности и предела выносливости сварных соединений, выполненных электронно-лучевой сваркой, что обеспечивает повышение температуры применения сплавов, снижает массу конструкций летательных аппаратов и повышает надежность их в работе.

Формула изобретения

Сплав на основе титана преимущественно для изготовления сварных конструкций, содержащий алюминий, цирконий, ванадий, отличающийся тем, что, с целью повышения длительной прочности и выносливости сварных соединений, он дополнительно содержит медь и никель при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Алюминий

Цирконий

Ванадий

Медь

Никель

Титан

5,0-6,8 5-7

1,0-2,5 0,01-0,12 0,01-0,12

Остальное