BR112019022330B1 - Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura - Google Patents
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Abstract
O resultado técnico que é alcançado na implementação prática da invenção é a fabricação de folhas de liga de titânio que têm uma composição química eficientemente balanceada com capacidade de fabricação baseada em técnicas de fabricação convencionais conhecidas para produtos finalizados que exibem propriedades de conformação superplástica a baixa temperatura. O dito resultado é alcançado por o material de folha para conformação superplástica a baixa temperatura ser feito de liga de titânio com o seguinte teor de elemento por % em peso: 4,5-5,5Al, 4,5-5,5V, 0,1-1,0Mo, 0,8-1,5Fe, 0,1-0,5Cr, 0,1-0,5Ni, 0,16-0,25O, o restante é titânio e elementos residuais e tendo equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eqiv. > 5 e equivalente estrutural de alumínio [Al]equiv. 8; os valores equivalentes são calculados a partir das expressões: [Mo]eqiv. =[Mo]+[V]/1,5+[Cr] x1,25+[Fe] x2,5+[Ni]/0,8 [Al]eqiv. =[Al]+[O] xio+ [Zr]/6.
Description
[001] São descritos no presente documento materiais e produtos, tais como materiais de chapa, e semiprodutos de chapa, tais materiais e produtos compreendendo ligas de titânio, os materiais sendo adequados para fabricação de produto por métodos incluindo conformação superplástica a baixa temperatura (SPF) a uma temperatura de 775°C. Os materiais e produtos podem ser usados como opções com bom custo-benefício a produtos de chapa feitos de liga Ti-6Al-4V.
[002] O termo “conformação superplástica” é no geral aplicável a um processo no qual um material (liga) é conformado de maneira superplástica sob limite convencional excedido de deformação plástica (superior a 500%). A SPF pode ser aplicada a certos materiais que exibem propriedades superplásticas dentro das faixas limitadas de temperaturas e taxas de deformação. Por exemplo, chapa de liga de titânio são normalmente capazes de serem submetidas a conformação superplástica (deformação) dentro da faixa de temperatura de cerca de 900 a 1010°C na taxa de deformação de cerca de 3-10’4 s-1.
[003] A partir de um ponto de vista de produção, como um resultado de uma diminuição nas temperaturas de conformação em SPF, vantagens significativas podem ser ganhas. Por exemplo, uma diminuição na temperatura de conformação SPF pode resultar em uma redução no custo de matriz, um aumento de sua vida útil e pode potencialmente levar a uma introdução de matrizes de aço menos dispendiosas. Adicionalmente, a formação de uma camada rica em oxigênio (caso alfa) e carepa podem ser mitigadas, melhorando, assim, o rendimento de produto e reduzindo ou eliminando a necessidade de ataque químico. Adicionalmente, a vantagem de reter a presença de grãos mais finos após a conclusão de operações de SPF pode resultar em temperaturas de deformação mais baixas, o que pode levar à restrição do crescimento de grão.
[004] Atualmente, existem duas abordagens conhecidas ao melhoramento da capacidade de conformação superplástica de material de chapa a partir de ligas de titânio. A primeira abordagem envolve desenvolver processamento termomecânico de finalidade especial para produzir grãos finos com tamanhos entre 2 μm e 1 μm e mais finos, resultando, assim, na intensificação de deslizamento intergranular. Em particular, existe um método conhecido de fabricação de uma chapa para deformação na temperatura mais baixa do que a de produtos convencionais formados a partir de material Ti- 6A1-4V (Patente RF n° 2243833, IPC B21B1/38, publicada em 10/01/2005).
[005] A segunda abordagem envolve o desenvolvimento de um novo sistema de materiais de chapa de liga de titânio que exibem superplasticidade em granularidade de material mais grosseira devido a: - intensificação de fração e morfologia de volume bifásicas, - processo de difusão mais rápido que acelera o deslizamento intergranular devido ao teor de, isto é, Fe e Ni na liga como difusores rápidos, - temperatura beta-transus (BTT) mais baixa.
[006] Assim, no caso de seleção eficiente de uma composição química de liga, é possível obter propriedades de conformação superplástica (deformação) satisfatórias a baixa temperatura sem qualquer uso de técnicas de processamento de finalidade especial necessárias para formação de grãos ultrafinos.
[007] Ligas de titânio bifásicas (α+β), dependendo do nível de adição de elementos de liga, são classificadas como ligas com equivalentes estruturais de molibdênio - equiv.[Mo] - igual a 2,5 até 10%. (Kolachev B.A., Polkin I. S., Talalayev V.D. Titanium alloys of various countries: Reference book [Ligas de titânio de vários países: Livro de referência]. Moscou. VILS. 2000. 316 p. - p. 13-16). Tais ligas são normalmente ligadas com alumínio e estabilizadores β para reter a fase β. A quantidade de fase β pode variar de 5% a 50% em ligas após recozimento que pertençam a esse grupo. Portanto, as propriedades mecânicas mudam em uma faixa relativamente ampla. Essas ligas tiveram uso abrangente tanto na Rússia quanto em países estrangeiros, em particular, a liga Ti-6A1-4V devido à adição bem-sucedida de elementos de liga. (Materials Properties Handbook: Titanium Alloys [Manual de propriedades de materiais: ligas de titânio]. R.Boyer, G. Welsch, E. Collings. ASM International, 1998. 1048 p. - p. 486488). Nessa liga, o alumínio tende a aumentar as propriedades de resistência mecânica e resistência ao calor, enquanto que o vanádio está entre um dos poucos elementos que aumenta não somente as propriedades de resistência mecânica, como também melhora a plasticidade. As ligas pertencentes ao grupo Ti-6A1-4V são usadas para produzir barras, tubos, seções, forjamentos em matriz aberta e fechada, placas, chapas, tiras e folha fina. Elas são usadas para fabricação de estruturas soldadas e pré-fabricadas em veículos aéreos, inúmeros componentes estruturais de aviação e foguetes, assim como para fabricação de implantes médicos a serem aplicados na traumatologia, ortopedia e odontologia.
[008] Existe um método conhecido de fabricação de semiprodutos de chapa de liga de titânio adequados para conformação superplástica a baixa temperatura a partir da liga VT5 que é análoga à liga Ti-6Al-4V (Patente RF n° 2224047, IPC C22F1/18, B21B3/00, publicada em 20/02/2004). O método permite a fabricação de semiprodutos de chapa de liga de titânio com estrutura submicrocristalina uniforme (o tamanho do grão é abaixo de 1 μm) adequados para conformação superplástica a baixa temperatura. O método pode ser custoso, pouco eficiente e necessitar de disponibilidade de equipamento com finalidade especial.
[009] A liga Ti-6A1-4V é conhecida por ter uma estrutura submicrocristalina produzida por séria deformação plástica (SPD) com o uso de técnica de forjamento abrangente e que exibe propriedades superplásticas. A microestrutura da liga é definida por grãos e subgrãos de fase α e β com um tamanho médio de 0,4 μm, alto nível de tensões internas de rede cristalina e distorções elásticas como evidenciado por contraste de difração não uniforme, e alta densidade de discordâncias nas imagens da estrutura obtidas por microscopia eletrônica. (S. Zherebtsov, G. Salishchev, R. Galeyev, K. Maekawa, Mechanical properties of Ti-6Al-4V titanium alloy with submicrocrystalline structure produced by severe plastic deformation [Propriedades mecânicas de liga de titânio Ti-6Al-4V com estrutura submicrocristalina produzida por séria deformação plástica]. // Materials Transactions [Transações de materiais]. 2005; V. 46(9): 2020-2025). Para fabricar semiprodutos de chapa a partir dessa liga, são necessárias operações de SPD não intensivas e de baixo custo com o uso de técnica de forjamento abrangente que aumentam significativamente o valor do produto acabado.
[0010] Existe um método conhecido de fabricação de chapas finas a partir de liga de titânio bifásica e para fabricação de produtos a partir das ditas chapas. O método envolve a fabricação de semiprodutos de chapa a partir da liga com o seguinte teor de elemento por % em peso: 3,5-6,5 de Al, 4,0-5,5 de V, 0,05-1,0 de Mo, 0,5-1,5 de Fe, 0,10-0,2 de O, 0,01-0,03 de C, 0,005-0,07 de Cr, 0,01-0,5 de Zr, 0,001-0,02 de N, o restante é titânio; enquanto que a composição química é ajustada com os valores de equivalentes de resistência rAllstr. _ n _ 1 1 mecânica de alumínio e molibdênio rMol3tr =35—56 ■ ' (Patente RF n° 2555267, IPC C22F1/18 B21B3/00, publicada em 10/07/2015) - protótipo.
[0011] Os semiprodutos de chapa com espessura de < 3 mm fabricados dentro da patente podem não ser adequados para produção industrial devido à baixa estabilidade das propriedades necessárias para SPF. O motivo é que o uso de equivalentes de resistência mecânica como ajustadores da composição química da liga não permite o ajuste necessário e as relações apropriadas entre os elementos de liga na liga e as propriedades estruturais da liga necessárias para o desempenho de operações de SPF com semiprodutos de chapa. Além disso, a presença de Si e Zr na liga pode formar silicietos nas superfícies de grão, impedindo, assim, o deslizamento intergranular e resultando em instabilidade de processo.
[0012] É descrita no presente documento a fabricação de material de chapa de liga de titânio (α+β) com a capacidade de conformação superplástica a temperatura mais baixa com o tamanho de grão excedendo 2 μm. O material de chapa exibe propriedades estáveis e, nos exemplos, é uma opção com bom custo-benefício em relação a semiprodutos de chapa feitos de liga Ti-6Al-4V com grãos mais finos.
[0013] É descrita no presente documento a fabricação de chapas a partir de liga de titânio com composição química eficientemente balanceada com capacidade de fabricação baseada em técnicas de fabricação convencionais conhecidas para produtos acabados que exibem propriedades de conformação superplástica a baixa temperatura.
[0014] Exemplos de material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura podem ser feitos de liga de titânio com o seguinte teor de elemento por % em peso: 4,5-5,5Al, 4,5-5,5V, 0,1-1,0Mo, 0,8-1,5Fe, 0,1-0,5Cr, 0,1-0,5Ni, 0,16-0,25O, o restante é titânio e elementos residuais e tendo equivalente estrutural de molibdênio [Mo]equiv. > 5 e equivalente estrutural de alumínio [Al]equiv. < 8; os valores equivalentes são calculados a partir das expressões: [Mo]equiv. =[Mo]+[V]/1,5+[Cr] xí,25+[Fe] x2,5+[Ni]/0,8 [Al]equiv. =[Al]+[O] x10+ [Zr]/6.
[0015] O material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura tem uma estrutura consistindo em grãos com tamanho abaixo de 8 μm.
[0016] O material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura pode exibir propriedades superplásticas a uma temperatura de 775±10°C.
[0017] O material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura a uma temperatura de 775±10°C exibe uma razão de fase α/β de 0,9 a 1,1.
[0018] Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura com a quantidade de elementos de liga difusíveis entre fases α e β durante o processo de SPF igual a 0,5% no mínimo e que é determinada a partir da relação:
em que: Q - quantidade de elementos de liga difusíveis no material durante a SPF, % em peso n - quantidade de elementos de liga no material, 
- valor de variação absoluta de teor de elemento de liga nas fases β e α , % em peso durante o processo de SPF.
[0019]
- é calculado a partir da fórmula: 
% em peso em que: 
- teor de elemento de liga na fase β antes de SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase β após SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase α antes de SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase α após SPF, % em peso.
[0020] O material de chapa provido, nos exemplos no presente documento, exibe um conjunto de propriedades estruturais e de alto processamento. Isso é alcançado por seleção eficiente de elementos de liga e sua razão na liga de material. Grupo de estabilizadores α.
[0021] O alumínio, que é usado em substancialmente todas as ligas comerciais, é o reforçador mais eficiente e melhora as propriedades de resistência mecânica e resistência ao calor do titânio. O oxigênio aumenta a temperatura da transformação alotrópica de titânio. A presença de oxigênio dentro da faixa de entre 0,16% e 0,25% aumenta a resistência mecânica da liga e não tem um impacto negativo significativo sobre a plasticidade.
[0022] O grupo de estabilizadores β (V, Mo, Cr, Fe, Ni) é amplamente usado nas ligas comerciais.
[0023] O vanádio na quantidade de 4,5% a 5,5%, o ferro na quantidade de 0,8% a 1,5% e o cromo na quantidade de 0,1% a 0,5% aumentam a resistência mecânica da liga e têm um impacto negativo relativamente pequeno ou nenhum impacto negativo sobre a plasticidade.
[0024] A introdução de molibdênio variando entre 0,1% e 1,0% assegura sua quase completa a completa dissolução na fase α, assim, as propriedades de resistência mecânica necessárias podem ser alcançadas, nos exemplos, com pouco a nenhum impacto negativo sobre as propriedades plásticas.
[0025] A liga provida contém ferro na quantidade de 0,8% a 1,5, ou 1,0% a 1,5% e níquel na quantidade de 0,1% a 0,5%. Esses elementos são os estabilizadores β mais difusíveis que têm um impacto positivo sobre o deslizamento intergranular na SPF.
[0026] Dentre os fatores estruturais que têm um impacto sobre a eficiência da SPF, o primeiro a ser distinguido é o tamanho de grão que não deve exceder 8 μm (dados experimentais) para o material provido.
[0027] Conhece-se que o fluxo superplástico de material pode ocorrer devido às transformações de fase nas ligas de titânio bifásicas desde que a razão de fase α/β na temperatura de SPF seja próxima de 1 (Kaibyshev O. Superplastic properties of commercial alloys [Propriedades superplásticas de ligas comerciais]. Moscou. Metalurgia. 1984. p. 179-218). Isso facilita a formação de estrutura equiaxial que contribui ao deslizamento intergranular. A força motriz da esferoidização estrutural é a tendência à degradação de energia superficial. O crescimento de contorno intergranular devido ao aumento de fase β resulta em uma mudança do nível de energia superficial no contorno intergranular que, por sua vez, resulta na ativação da esferoidização. A fim de ter a quantidade necessária de fase β durante o processo de SPF na razão α/β próxima a 1, o valor de equivalente estrutural de molibdênio [Mo]equiv. deve ser maior do que 5 e o valor de equivalente estrutural de alumínio [Al]equiv. não deve exceder 8. Além disso, o valor de equivalente de alumínio superior ao especificado acima resulta em aumento de BTT e consequentemente em aumento da temperatura de SPF.
[0028] A temperatura ideal para efetuar as propriedades superplásticas do material provido é igual a 775±10°C.
[0029] A quantidade de elementos de liga difusíveis entre fases α e β não deve ser menor que 0,5%. Isso é devido ao fato de que a energia de ativação de difusão de contorno de grão é menor do que a energia de ativação de difusão de volume, e o transporte de difusão de átomos é realizado nos contornos de grão. Essas áreas de contornos de grão são influenciadas por tensão de tração normal e exibem maior concentração de vacâncias. Essas áreas sendo influenciadas por tensão compressiva exibem menos concentração de vacâncias: resultando em uma diferença nas concentrações, causando direta difusão de vacâncias. Visto que a migração de vacâncias envolve o intercâmbio com átomos, estes movem-se na direção oposta, causando, assim, a intensificação de deslizamento intergranular.
[0030] A Fig. 1 e a Fig. 2 mostram a estrutura das ligas na condição inicial.
[0031] Fig. 3, Fig. 4 e Fig. 5 - curvas de carregamento obtidas durante a SPF.
[0032] A Fig. 6 é um gráfico que mostra a tensão verdadeira vs. curva de deformação no grau de deformação de 0,2 e 1,1 (na direção longitudinal) dependendo do [Mo]equiv.
[0033] A título de investigação, foram usados semiprodutos de chapa com uma espessura de 2 mm. Para fabricar materiais de chapa, seis ligas experimentais de várias composições químicas fornecidas na Tabela 1 foram fundidas.
[0034] Materiais de chapa de 2 mm de espessura foram fabricados conforme o método de fabricação conhecido e destinados a conformação superplástica. Antes de serem testados quanto a propriedades superplásticas, os materiais foram submetidos a recozimento a uma temperatura de 720oC durante 30 minutos e então submetidos a subsequente resfriamento pelo ar. Após as etapas de processamento serem concluídas, foram colhidas amostras das chapas na direção longitudinal e transversal para ensaios de resistência à tração a temperaturas ambiente e elevadas e então as amostras foram submetidas a ensaios típicos à temperatura ambiente para determinar as propriedades de resistência mecânica, elásticas e plásticas. Tabela 1. Composição química de materiais de chapa sob investigação
[0035] A avaliação da estrutura material na condição inicial (Figura 1 e Figura 2) mostrou que a estrutura é similar à estrutura equiaxial e predominantemente consiste em grãos alternados de fases α e β que parecem elementos mais escuros (α) ou mais claros (β). Deve-se observar que, com o aumento de [Mo]equiv na liga, a fração volumétrica de grão de fase β tende a aumentar da razão α/β estimada de 2/1 na liga 2 até o valor próximo de 1/1 na liga 3 e na liga 4. O tamanho médio de grãos de fase medido em micrografias por método de interceptação tende a aumentar um pouco com o aumento de [Mo]equiv. e está dentro da faixa de 2,8 a 3,8 μm (o tamanho de grão mínimo é determinado para a liga 2). Deve-se observar que a estrutura de grão do Material 1 na condição inicial é menos uniforme em comparação com outras ligas experimentais. Além dos grãos equiaxiais, o Material 1 demonstra áreas que consistem em grãos alongados suficientemente volumosos. Também se pode observar que a morfologia da fase β varia de algum modo de liga para liga. A liga 2 tem uma quantidade mínima de elementos de liga e a fase β é predominantemente localizada como grupos individuais entre partículas de fase α; mas começando da liga 5 a fase β tem coerência definida e, além da textura de grão, tem a forma de camadas relativamente finas entre grãos de fase α. Com o aumento de [Mo]equiv., essas camadas tendem ao espessamento.
[0036] A análise comparativa da estrutura material em condições deformadas (seção reduzida) e não deformadas (área de cabeça) após a SPF (a uma temperatura de 775OC e taxa de deformação de 3x10-4s-1, na direção longitudinal da chapa) mostrou que a deformação na seção reduzida induz algum crescimento de grão em comparação com a cabeça quase não deformada assim como evolução de conglomerados de grãos de fase α e β de formas mais complexas.
[0037] A avaliação do tamanho de grão mostrou que a adição de elementos de liga não afeta significativamente o tamanho de grãos de fase nas ligas com adição máxima de estabilizadores β e ele varia entre 3,5±0,5 μm (seção não deformada) e 4±0,5 μm (seção deformada). Ao mesmo tempo, no caso da liga 2 com mínimo teor de elementos de liga, o tamanho de grãos na seção reduzida aumenta quase duas vezes até 5 μm e maior em comparação com a condição inicial.
[0038] Por método de microanálise de sonda eletrônica (EPMA), a distribuição de elementos de liga entre fases α e β foi examinada nos materiais sob investigação na condição inicial e após testar as propriedades superplásticas; o exame foi realizado em seção reduzida deformada e cabeças de corpo de prova longitudinais, os resultados são fornecidos nas Tabelas 2, 3 e 4. Tabela 2. Composição química média de fase α (% em peso) em materiais de chapa após vários processamentos com base em resultados de EPMA
Tabela 3. Composição química média de fase β (% em peso) em materiais de chapa após vários processamentos com base em resultados de EPMA Condição inicial 
[0039] A quantidade de elementos difusíveis de liga no material durante a SPF é determinada a partir da fórmula:
% em peso em que: Q - quantidade de elementos de liga difusíveis no material durante a SPF, % em peso n - quantidade de elementos de liga no material, 
- valor de variação absoluta de teor de elemento de liga nas fases β e α , % em peso durante o processo de SPF.
[0040]
- é calculado a partir da fórmula: 
% em peso em que: 
- teor de elemento de liga na fase β antes de SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase β após SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase α antes de SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase α após SPF, % em peso.
[0041] Estão incluídos na Tabela 4 dados de cálculo relacionados à quantidade de elementos de liga difusíveis durante o processo de SPF.
[0042] A análise de mudança nas fases α e β em materiais de chapa deformados sob investigação demonstrou maior diferença no teor de elementos de liga entre fases α e β em seções reduzidas de corpos de prova em comparação com aquela nas cabeças de corpos de prova que não foram submetidos à deformação plástica (Tabelas 2, 3 e 4).
[0043] Os resultados de EPMA obtidos foram também usados para avaliação de fração volumétrica de fase no material sob temperatura de ensiaos de propriedades superplásticas de 775°C e são fornecidas na Tabela 5.
[0044] As curvas de carregamento obtidas durante os ensaios são mostradas nas Figuras 3, 4 e 5.
[0045] As propriedades das ligas nos ensaios superplásticos são fornecidas na Tabela 6.
[0046] A tensão verdadeira vs. curva de deformação nas taxas de deformação de 0,2 e 1,1 (na direção longitudinal) dependendo do [Mo]equiv é mostrada na Figura 6.
[0047] O material 1 (Figura 3) com o teor mínimo de elementos de liga tem o processo de SPF mais instável a uma temperatura de 775 0C que é descrito por ondulações típicas de curvas de tensão-deformação causadas pela formação de pescoço flutuante. Tal comportamento do material na SPF é atribuído a um grão inicial relativamente volumoso (acima de 2,5 ) que tem alta taxa de crescimento na SPF (até 5 ), em que α/β a razão de fase (2/1) não é eficiente e leva à ativação de deslizamento intragranular que é menos preferível para SPF em vez de deslizamento intergranular eficiente.
[0048] O material 2 (Figura 3) tem mais adições de estabilizadores β, assim, a instabilidade do processo de SPF na forma de ondulações de curva de tensão-deformação diminuiu em comparação com a liga 1 devido ao aumento na fração volumétrica de fase β na estrutura. Em que nenhum endurecimento significativo foi observado no caso de grau de deformação variando de 0,6 a 0,8, devido à evolução de recristalização dinâmica dentro das áreas de estrutura processada de maneira incompleta (presença de grãos alongados) e isso não é típico para todas as outras ligas submetidas a investigação.
[0049] Os materiais 3, 5 e 6 (Figuras 4 e 5) com o máximo teor de estabilizadores β, exceto pelo molibdênio (liga 5), cromo (liga 6), devido ao aumento da fase β na estrutura das ligas com coerência melhorada e deslizamento intergranular mais fácil são descritos com curvas de tensão- deformação que têm menos ondulações em comparação com os materiais 1 e 2; além disso, o endurecimento se torna mais proeminente com o aumento do grau de deformação verdadeira (Tabela 3, Figura 6). Em que as ondulações são retidas em graus de deformação de até 0,6, especificamente nos ensaios na direção transversal, o que pode ser atribuído à textura inicial da chapa assim como a uma razão de fase α/β (próximo de 3 para 2). A ausência de cromo no material 6 impacta as curvas de tensão-deformação em menor medida do que a ausência de molibdênio no material 5 em comparação com o material 3. Uma das causas pode estar no resultado de um impacto mais forte de adições de molibdênio sobre a estabilidade do processo de SPF em comparação com a adição de cromo que é de 2 a 2,5 vezes menos.
[0050] O material 4 contém uma máxima quantidade de estabilizadores β e é adicionalmente ligado com 0,3% de níquel; ele exibiu comportamento superplástico mais estável a uma temperatura de 775OC tanto na direção longitudinal quanto na transversal, mínima tensão no começo do fluxo, ausência de ondulações de curva proeminentes e endurecimento monotônico com o aumento do grau de deformação. Isso é atribuído a uma razão de fase α/β (1/1) quase eficiente à temperatura de deformação assim como ao máximo teor de estabilizadores β difusíveis (níquel, ferro) em comparação com todas as ligas sob investigação, facilitando, assim, processos de transporte de massa no deslizamento intergranular (a diferença total na mudança de teor de elementos de liga entre fases α e β durante o processo de SPF excede 1,9% em peso.).
[0051] Dentre as ligas investigadas, o material 4 demonstrou os melhores resultados em plena conformidade com os requisitos materiais (Tabela 7). Os ensaios de tração a uma taxa de deformação constante e temperatura de ensaio de (775±7)°C (3x10-4pol./pol./s de deformação) são mostrados abaixo na Tabela 7.
[0052] A comparação das propriedades mecânicas de chapa após recozimento é fornecida na Tabela 8.
[0053] Os dados fornecidos nas Tabelas 7 e 8 mostram que, como resultado de uma modalidade exemplificativa, o material de chapa foi fabricado a partir de liga de titânio com composição química eficientemente balanceada com capacidade de fabricação com base em técnicas de fabricação convencionais conhecidas para produtos semiacabados com tamanho de grão acima de 2 μm e em conformidade com os requisitos aplicáveis a material aeroespacial.
[0054] Deve-se observar que os produtos fabricados de acordo com o presente documento podem ter vários projetos. Os projetos providos na descrição devem ser considerados como exemplificativos e não como limitantes e os limites desta invenção são estabelecidos pelas reivindicações providas.
Claims (5)
1. Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura, caracterizado pelo fato de ser feito de liga de titânio com o seguinte teor de elemento por % em peso: 4,5-5,5Al, 4,5-5,5V, 0,1-1,0Mo, 0,8-1,5Fe, 0,1-0,5Cr, 0,1-0,5Ni, 0,16-0,25O, o restante é titânio e elementos residuais, tendo equivalente estrutural de molibdênio [Mo]equiv > 5 e equivalente estrutural de alumínio [Al]equiv < 8; os valores equivalentes são calculados a partir das expressões: [Mo]equiv =[Mo]+[V]/1,5+[Cr] x1,25+[Fe] x2,5+[Ni]/0,8 [Al]equiv =[Al]+[O] x10+ [Zr]/6.
2. Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura consiste em grãos com o tamanho abaixo de 8 μm.
3. Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que exibe propriedades superplásticas a uma temperatura de 775±10°C.
4. Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que exibe, a uma temperatura de 775±10°C, razão de fase α/β de 0,9 a 1,1.
5. Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura de acordo com as reivindicações 1, 2, 3 e 4, caracterizado pelo fato de que a quantidade de elementos de liga difusíveis entre fases α e β durante o processo de SPF é igual a 0,5% no mínimo e que é determinada a partir da seguinte relação:
em que: Q - quantidade de elementos de liga difusíveis no material durante a SPF, % em peso n - quantidade de elementos de liga no material, 
- valor de variação absoluta de teor de elemento de liga nas fases β e α , % em peso durante o processo de SPF, 
- é calculado a partir da fórmula: 
% em peso em que: 
- teor de elemento de liga na fase β antes de SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase β após SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase α antes de SPF, % em peso, 
- teor de elemento de liga na fase α após SPF, % em peso; e em que: - temperatura de ensaio de propriedades superplásticas é 775°C - antes de serem testados quanto a propriedades superplásticas, os materiais foram submetidos a recozimento a uma temperatura de 720°C durante 30 minutos e então submetidos a subsequente resfriamento pelo ar; - distribuição de elementos de liga entre fases α e β é examinada por método de microanálise de sonda eletrônica, EPMA.
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