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

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

Известен сплав (аналог) следующего состава, мас.%:

Алюминий5-7

Ванадий3,5-5

Цирконий0,02-0.3

Углерод0,02-0,12

Железо0,03-0,6

Кислород0,03-0,25

Хром0,02-0,15

Медь0.02-0,15

Марганец0,02-0,15

Никель0,02-0,15

Титаностальное

(авторское свидетельство СССР № 1538533. 1988 г).

Этот сплав имеет низкие конструкционные свойства сварных соединений: предел прочности образцов с трещиной при осевом

ОшвУ° и двухосном с/шва даух напряжениях;

пластичность металла шва равномерной равн и сосредоточенной Icocp (см. таблицу).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности (прототип) является сплав следующего состава, мас.%:

Алюминий

Ванадий

Цирконий

Олово

Азот

Медь

Углерод

Железо

Кислород

Хром

Молибден

Титан

(авт. свид. 1977 г.).

Этот сплав имеет также низкие конструкционные свойства: равн, Icocp (см. таблицу).

Целью изобретения является повышение конструкционных свойств титановых сплавов.

Ё

Nfe 556191.

-.нетто СГшва осевое

„нетто

и шва двух

Для этого известный сплав, содержащий алюминий, ванадий, цирконий, олово, азот и медь, дополнительно содержит ниобий и никель при пониженном содержании ванадия и следующем составе, мае. %:

Алюминий4,5-6,5

Ванадий0,03-0,15

Цирконий1-2,6

Ниобий2-6

Олово0,01-0,12

Азот0,005-0,05

Медь0,01-0,1

Никель0,01-0,1

ТитанОстальное

Комплекснолегированный сплав содер- жит / -стабилизирующий элемент ниобий (2-6%), который является эффективным уп- рочнителем аи/ -твердых растворов, что обеспечивает повышение прочностных характеристик.

Введение в сплав никеля 0,01-0,1 мас.% улучшает морфологию любой структуры и повышает пластические характеристики.

Наличие в сплаве 0,03-0,15 мас.% вана- дня (вместо 3,5-5,5 мас.%) в пределах растворимости в а -фазе улучшает состояние межразных границ и повышает конструкционные свойства.

Выплавляли слитки заявленного соста- ва (примеры 1-3) мас.%,:

1.Т); 4,5 0,03 V; 1 Zr; 2 Nb; 0,01 Sn; 0,005 N; 0,01 Cu;0,01 Ni.

2.Tl; 6,5 Al; 0,15 V; 2,6 Zr; 6 Nb; 0,12 Sn; 0,05 N; 0,1 Cu; 0,1 Ni.

3.Tl; 5,5 Al; 0,1 V; 1,5 Zr; 4 Nb; 0,06 Sn; 0.02 N; 0,05 Cu; 0,05 Ni.

Выплавляли также слитки за пределами заявленного состава (примеры 4,5):

4.Ti; 3 Al; 0,01 V; 0,5 Zr; 1 Nb; 0,006 Sn: 0,003 N; 0,006 Cu; 0,006 Ni.

5.Ti; 7 Al; 0,2 V; 3,5 Zr; 8 Nb; 0,3 Sn; 0.08 N; 0,2 Cu; 0,2 Ni.

Для получения сравнительных данных выплавляли слитки состава прототипа (6), взятого за базовый.

Слитки ковали на плиты, а затем прокатывали на листы толщиной 5 мм. Листы сваривали автоматической аргонодуговой сваркой с присадкой сплава того же состава. Результаты механических испытаний приведены в таблице.

Предлагаемый сплав по сравнению с известными обладает на 20-35% более оысо- кими конструкционными свойствами, что позволяет снизить вес конструкций и увеличить дальность их полета.

Формула изобретения Сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, цирконий олово, азот и медь, отличающийся тем, что, с целью повышения конструкционных свойств, он дополнительно содержит ниобий и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий4,5-6,5

Ванадий0,03-0,15

Цирконий1,0-2,6

Ниобий2,0-6,0

Олово 0,01-0,12

Азот0,005-0,05

Медь0,01-0,1

Никель0.01-0,1

ТитанОстальное

Сплав предназначен для применения в качестве конструкционных материалов. Сплав на основе титана содержит, мас.%: алюминий 4,5-6,5; ванадий 0,03-0,15; цирконий 1.0-2,6; ниобий 2,0-6.0; олово 0,01- 0.12; азот 0.005-0,05; медь 0,01-0.1; никель 0,01-0,1; титан остальное. Свойства сплава: предел прочности образцов с трещиной при осевом напряжении 120-125 кгс/мм2, при двухосном напряжении 125-130 кгс/мм2. 1 табл.