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

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к созданию титановых сплавов, предназначенных для изготовления сварных конструкций авиационной техники.

Известен сплав следующего состава. мас.%:

Алюминий2-3

ТитанОстальное

Этот сплав имеет низкие механические свойства наплавленного металла при -253ЭС: предел прочности (сгв), предел текучести (сг0 2), относительное удлинение (5) и сужение (г/О (см. таблицу).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению (прототипом) является сплав следующего состава, мас.%: Алюминий0,2-0,9

Марганец0,01-0,08

Медь0,01-0,08

Никель0,01-0,08

Хром0,01-0,08

Железо0,03-0,15 .

Кремний6,01-0,1

ТитанОстальное

Этот сплав имеет также пониженные механические свойства наплавленного металла при -253°С: OB- OQZ, б, 1/}(см. таблицу). Цель изобретения - повышение механических свойств при глубоком холоде.

Поставленная цель достигается тем, что в известном сплаве, содержащем алюминий, марганец, железо, дополнительно содержатся ванадий,кислород, цирконий при повышенном содержании марганца в следующем составе, мас.%;

Алюминий0,4-1,4

Марганец0,5-1,2

Ванадий0,03-0,4

Кислород0,02-0,15

Цирконий0,02-0,15

Железо0,03-0,15

Титан,Остальное

Сплав содержите;-стабилизатор (AlaOa), /3-стабилизатор (Mn, Fe, V) в пределах, близких к растворимости в а-фазе, и нейтральный упрочнитель (Zr).

Введение в сплав марганца в количестве 0,5-1,2% и ванадия 0,03-0,4% обеспечивает образование 5-10% /3-фазы и повышение пластичности.

(Л

XJ

СП

ю кэ

гякаХ

Содержание в сплаве 0,02-0,15% кислорода способствует повышению прочностных характеристик.

Введение в сплав 0,02-0,15% циркония обеспечивает раскисление приграничных объемов металла и повышает механические свойства при глубоком холоде.

Комплексным легированием сплава при дополнительном введении ванадия, кислорода и циркония достигаются высокие меха- нические свойства.

Выплавляли слитки следующего состава в пределах заявки (примеры 1, 2, 3):

1) TI - 0,4; AI - 0,5 Мп - 0,03, V г 0,02; 02 - 0,02 ;Zr- 0,03 Fe

2)TI - 1,4, А - 1,2; Мп -0,4, V -0,12: 02- 0,15; Zr- 0,15 Fe

3) Ti - 1; Al - 0,8, Мп - 0,15, V - 0,08, 02 - 0,08; Zr-0,08 Fe.

Выплавляли слитки состава за предела- ми заявки (4,5).

4)Ti -0,2; Al -0,2 Мп -0,01; V-0,01, 02 0,01 ;Ze-0,01 Fe

5) Ti - 2; A - 2; Mn - 0,6; V - 0,25; 02 - 0,25; Zr-0,25 Fe

Для получения сравнительных данных выплавляли слитки состава аналога (6) и прототипа (7), взятые за базовый

Слитки ковали на плиты и катали на листы 3 мм, которые затем подвергали про- плавлению аргоно-дуговой сваркой. Наплавленный металл подвергали испытаниям (см. таблицу).

Предлагаемый сплав обладает при глубоком холоде на 20% большими прочностными характеристиками литой структуры металла шва и в 1,5-2 раза большей пластичностью, что позволяет повысить надежность работы сварных изделий криогенной техники и снизить их массу

Формула изобретения Свариваемый сплав на основе титана, содержащий алюминий, марганец, железо отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств при глубоком холоде, он дополнительно содержит ванадий, кислород и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Алюминий0,4-1,4

Марганец0,5-1,2

Ванадий0,03-0,4

Кислород0.02-0,15

Цирконий0,02-0,15

Железо0,03-0,15

ТитанОстальное

Сплав предназначен для изготовления сварных конструкций авиационной техники. Свариваемый сплав на основе титана содержит, мас.%: алюминий 0,4-1,4; марганец 0,5-1,2; ванадий 0,03-0,4; кислород 0,02- 0,15; цирконий 0,02-0,15; железо 0,03-0,15; титан остальное. Свойства сплава при -253°С: предел прочности 125-130 кгс/мм2; предел текучести 118-120 кгс/мм2; относительное удлинение 10,0-11,0%; относительное сужение 35-40%. 1 табл.