BR112020006930A2 - liga de titânio tratável termicamente melhorada - Google Patents

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Abstract

Uma liga de titânio # metaestável modificada que, além do teor de carbono, corresponde à faixa de composição para liga de titânio padrão Beta-C. A liga modificada compreende vanádio, cromo, molibdênio, zircônio, alumínio com máximos para oxigênio, ferro, nitrogênio, hidrogênio, ítrio e outros elementos (além de carbono e titânio), com um balanço (além de carbono) de titânio. A liga modificada tem carbono presente a um nível de carbono total estável suficientemente em excesso de 0,05 % em peso, alcançando uma melhoria nas propriedades mecânicas de UTS, DSS e resistência à fadiga em regiões roscadas em relação à liga padrão Beta-C com um nível de carbono especificado abaixo de 0,05 % em peso, com um teor de carbono máximo controlado de modo a evitar formação de carboneto tendo um efeito prejudicial no nível de resistência à fadiga.

Description

“LIGA DE TITÂNIO TRATÁVEL TERMICAMENTE MELHORADA” CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a uma composição de liga de titânio que é tratável termicamente para atingir propriedades físicas melhoradas, especificamente níveis de resistência à tração final (UTS) e, onde relevante, a resistência a cisalhamento duplo (DSS) e resistência à fadiga roscada.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Atualmente, uma faixa de componentes de liga de titânio é feita de Ti-GAI-4V (Ti-64), uma liga de titânio alfa/beta. Isto é principalmente o caso com prendedores de liga de titânio, em particular, aqueles para aplicações aeroespaciais. Prendedores de liga Ti-64 têm uma limitação de tamanho de diâmetro de menos de 19,05 milímetros (0,75 polegada), e os níveis de propriedades mecânicas dentro desta faixa de diâmetro são UTS 1.100 MPa, DSS 655 MPa e a resistência à fadiga roscada 440 MPa com ciclos máximos atingindo 130.000.
[003] Outros tipos de prendedores de titânio de alta resistência são fabricados de respectivas ligas de titânio beta. A primeira destas é liga Beta-C que está em conformidade com a química de Ti-3AI-8V-6Cr-4Mo0-4Z2r e exibe UTS de 1.240 MPa, DSS de 740MPa e resistência à fadiga roscada de 471 MPa, em condições de teste requeridas. O diâmetro de parafusos de liga Beta-C é limitado a 25,4 milímetros (uma polegada). A segunda liga de titânio beta está em conformidade com a química de Ti-5AIl-5Mo-5V-3Cr-0,5Fe (Ti- 5553), relatada ter uma UTS de 1.309 MPa e uma DSS de 779 MPa, com um alongamento em tração de cerca de 10 %. No entanto, a aplicação de prendedores de ambos os tipos de liga tem sido limitada, devido a uma tendência para falha por fadiga intergranular na região roscada dos prendedores, atribuída a fase alfa de limite de grão.
[004] Ligas de titânio beta têm sido propostas como candidatos potenciais para atingir resistência mais alta, comparável às ligas de aço e à base de níquel. Eles consistem geralmente em uma microestrutura de fases alfa pequenas de empacotamento próximo hexagonal (HCP) em fases beta cúbicas de corpo centrado (BCC) e o principal efeito de reforço para as ligas é dos precipitados de fase alfa. No entanto, em ligas de titânio beta, as fases alfa de limite de grão contínuas, a precipitação alfa não uniforme e os tamanhos de grão relativamente grandes persistem como problemas dificultando a melhoria de propriedades mecânicas de ligas de titânio beta. Particularmente, se um estado de alta resistência for atingido, as propriedades de ductilidade e de fadiga das ligas geralmente tendem a ser comprometidas.
[005] Um trabalho anterior detalhado nas referências [1] a [5] listadas aqui posteriormente concluiu que a adição mínima de carbono a ligas de titânio beta pode eliminar fases alfa de limite de grão, acelerar e refinar precipitação alfa e refinar tamanho de grão beta. Estas mudanças foram consideradas resultar em aumentos significativos em propriedades de ductilidade e fadiga das ligas, sem resultar numa perda de altos níveis de resistência. As ligas de titânio beta estudadas incluem liga de titânio resistente à queima Ti-35V-15Cr-0,3Si-0,1C, liga Ti-15-3-3 (uma designação encurtada para Ti-15V-3Cr-3AI-38Sn) e liga Ti-13Cr. No entanto, este trabalho não se estendeu até liga de titânio Beta-C sobre a qual a presente invenção busca proporcionar uma composição tratável termicamente melhorada permitindo obtenção de propriedades físicas intensificadas, especificamente níveis intensificados de UTS e, onde relevante, DSS e resistência à fadiga em regiões roscadas.
DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO
[006] A presente invenção proporciona uma liga de titânio B metaestável que, além de teor de carbono, tipicamente corresponde à faixa de composição para liga de titânio Beta-C padrão e, para facilidade de descrição, a liga É metaestável da invenção é aqui distinguida como “liga modificada”. Desde seu desenvolvimento cerca de 50 anos atrás por RMI Titanium Company, a Beta-C padrão tem encontrado uso importante onde é exigida resistência muito alta, tal como prendedores e componentes de equipamentos de pouso para aeronave.
[007] Como com a liga de titânio Beta-C padrão, a liga modificada da invenção tem 7,5 a 8,5 % em peso de vanádio, 5,5 a 6,5 % em peso de cromo, 3,5 a 4,5 % em peso de molibdênio, 3,5 a 4,5 % em peso de zircônio, 3 a 4 % em peso de alumínio, oxigênio até 0,14 % em peso, um máximo de 0,3 % em peso de ferro, nitrogênio até 0,03 % em peso, hidrogênio até 0,03 % em peso, um máximo de 50 ppm de ítrio, uma máximo de outros elementos (além de carbono e titânio) de 0,15 % em peso cada e 0,40 % em peso no agregado em excesso de 0,05 % em peso até 0,1 % em peso, com um balanço (além de carbono) de titânio. Na liga de titânio Beta-C padrão, carbono não ultrapassará 0,05 % em peso e isto geralmente é considerado como significando inferior a 0,05 % em peso de carbono e, tipicamente, inferior a 0,02 % em peso de carbono. De fato, não existe nenhum requisito mínimo para carbono em liga Beta-C, tornando evidente que, de fato, carbono está presente apenas como uma impureza indesejável que é difícil de evitar. Na liga modificada da invenção, o carbono estará em um nível estável em excesso de 0,05 % em peso. Além disso, em contraste adicional, a presente invenção permite ou tipicamente requer uma adição intencional de carbono além da exclusão de “inferior a 0,05 % em peso de carbono”, com referência a “carbono total” em relação à presente invenção designando o valor combinado desse carbono de valor residual mais o carbono adicionado.
[008] Na liga modificada da invenção, o carbono total será suficientemente em excesso de 0,05 % em peso, de modo a atingir a melhoria necessária nas propriedades mecânicas de UTS, DSS e resistência ou limite à fadiga de rosca. No entanto, o teor máximo de carbono total será controlado, de modo a prevenir a formação de carboneto tendo um efeito prejudicial sobre o nível de resistência à fadiga. Como uma questão prática, o requisito de um teor de carbono não ultrapassando 0,05 % em peso na liga de titânio Beta-C padrão impede que carbono seja adicionado, que não incidentalmente estando presente nos constituintes dos quais a liga padrão é produzida. Em contraste, a liga modificada da invenção requer geralmente uma adição de carbono pretendida, particularmente se a liga modificada for produzida de uma quantidade de liga beta-C padrão fundida. Como indicado, carbono total estará presente em um nível em excesso de 0,05 % em peso, embora um nível aceitável seja tal que o carbono total não ultrapasse um máximo no qual carbonetos possam se formar e tenham um efeito deletério.
[009] Na busca por um teor de carbono total estável proporcionando a melhoria requerida das propriedades mecânicas de UTS, DSS e resistência à fadiga em regiões roscadas, embora evitando que carbonetos se formem e tendo um efeito prejudicial no nível de resistência à fadiga, concluiu-se que o limite superior aceitável para carbono total pode variar com a composição de liga global específica, dentro dos limites inferiores e superiores das faixas para vanádio, cromo, molibdênio, zircônio, alumínio e, daí, titânio indicadas para a liga da invenção. Além disso, as propriedades mecânicas requeridas de UTS, DSS e resistência à fadiga em regiões roscadas são atingidas por um regime de tratamento térmico adequado. Adicionalmente, a propensão de uma dada liga dentro dos limites dessas faixas para acomodar um dado limite superior para carbono total varia de uma composição para outra, Essa propensão varia não só com a composição da liga, mas também com o tratamento térmico específico e, em particular, com a variação na taxa de resfriamento de uma temperatura suficientemente elevada. Levando em conta estes fatores, concluiu-se que o carbono pode ser adicionado até um teor de carbono total estável de cerca de 0,2 % em peso, tal como até cerca de 0,25 % em peso. Carbono em excesso de 0,25 % em peso tende a resultar na formação de carbonetos sob todas as condições de resfriamento em seguida a tratamento térmico para todas as composições, pelo menos no caso de endurecimento por precipitação da fase B ativado por aquecimento proporcionando tratamento de solução acima da respectiva temperatura transus de beta para cada liga. Assim, em geral, é necessário não ultrapassar
0,25 % de carbono total no total, a fim de atender a pequena janela para a adição de carbono e limitar a formação de carbonetos tendo um efeito prejudicial no nível de resistência à fadiga.
[010] Como indicado, geralmente é necessário que o teor de carbono total não ultrapasse 0,25 %, para evitar formação de carbonetos pelo menos até uma extensão tendo um efeito prejudicial no nível de resistência à fadiga da liga. No entanto, o teor de carbono total de preferência não ultrapassa 0,2 % em peso no total, para todas as composições de liga dentro dos limites inferiores e superiores das faixas para vanádio, cromo, molibdênio, zircônio, alumínio e, daí, titânio indicadas para a liga da invenção. O teor de carbono total também necessita ser suficientemente acima de 0,05 % em peso, a fim de atingir a necessária melhoria nas propriedades mecânicas de UTS, DSS e resistência à fadiga em regiões roscadas. O nível de carbono total acima de 0,05 % em peso varia até certa medida com a composição da liga e, para permitir o suficiente para isto, o teor de carbono total geralmente é necessário ser de cerca de 0,065 % em peso a cerca de 0,25 % em peso e, preferencialmente, de cerca de 0,70 % em peso até cerca de 0,20 % em peso. Mais preferencialmente, o teor de carbono total, para todas as ligas da invenção, é de cerca de 0,70 % em peso até cerca de 0,15 % em peso, tal como de cerca de 0,07 % em peso a cerca de 0,010% em peso e, mais preferivelmente, cerca de 0,08 % em peso. O teor de carbono estável possível na liga modificada da invenção pode ser calculado através de medição experimental real da fração de volume de fases de carboneto, se alguma, em uma percentagem em peso de carbono detectada. Combinado com análise microscópica fornecendo dados cristalográficos exatos e avaliação de diagrama de fase calculado, o teor de carbono estável pode ser determinado para cada composição de liga. A designação do carbono como “carbono estável” indica carbono retido em solução sólida na fase beta predominante da liga, em seguida a resfriamento de um regime de tratamento térmico de solução elevado, como distinto de carbono que, como carboneto, precipita na fase beta em consequência de tal resfriamento.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[011] Será conveniente agora descrever a invenção com referência às Figuras anexas que ilustram uma modalidade de uma liga de titânio da invenção. Outras modalidades da invenção são possíveis e, consequentemente, a particularidade dessas Figuras será entendida como não substituindo a generalidade da descrição global da invenção constante desta descrição geral e definida pelas reivindicações em anexo.
[012] A Figura 1 fornece micrografas que mostram a microestrutura de (a) uma liga de titânio da invenção em comparação com (b) aquela de uma liga Beta-C padrão, em cada caso após a respectiva liga ser submetida a tratamento térmico de homogeneização; e
[013] A Figura 2 fornece micrografias que mostram a fase alfa de limite de grão de (a) a liga de titânio da Figura 1 em comparação com aquela de (b) a liga Beta-C padrão.
[014] Quando utilizado, por exemplo, para a fabricação de prendedores de titânio, a liga da presente invenção tipicamente sofre uma série de procedimentos nos quais ela é trabalhada ou submetida a deformação, tal como, mas não se limitando a, pelo menos uma etapa de processo de forjamento, laminação ou extrusão. Após isso, a liga será tipicamente submetida a um tratamento térmico de homogeneização, antes de ser fabricada em uma forma requerida, tal como por estiramento. Cada uma da liga de acordo com a invenção e das duas ligas de titânio Beta-C convencionais foi processada de forma semelhante dessa maneira. A Tabela 1 estabelece as composições da liga selecionada da invenção e mostra um teor de carbono total de 0,101 % em peso, enquanto as duas ligas Beta-C padrão tinham respectivos teores de carbono residuais de 0,023 % em peso em peso e 0,014.%.
[015] Das ligas estabelecidas na Tabela 1, a Figura 1 mostra em (a) a microestrutura obtida com a liga da invenção e em (b) a primeira liga Beta-C, em cada caso, depois de submeter a liga a tratamento térmico de homogeneização. Uma comparação das microestruturas mostra prontamente o tamanho do beta grão como sendo marcadamente menor, mostrado ser de uma ordem de magnitude da Figura 1, na liga da invenção do que aquele obtido na liga Beta-C padrão. Cálculos baseados na medição das frações de volume 2D e 3D de Ti2C na liga da invenção mostraram que, apesar do alto teor de carbono em comparação com a liga Beta-C, a liga da invenção ainda tinha um teor de carbono estimado de 0,0935 % em peso em solução.
Tabela 1 1º BetaC, | 0,119 | 0,01 0,0042 0,023 3,56 8,09 4,01 4,15 0,081 0,037 <,0005 | Balanço barra 20mm 2º BetaC, | 0,082 | 0,021 | 0,0072 | 0,014 | 3,363 | 7,81 5,66 3,88 4,03 0,069 | 0,028 | <,0005 | Balanço barra 17,5mm, foriada a fio Invenção 0,202 | 0,019 | 0,0043 0,101 3,39 77 3,93 3,88 0,053 0,035 <,0005 | Balanço barra 20mm, estirada a frio [eemeno [o [mn fm je ja |vy j& [mz |&e |s | | |
[016] A uma ampliação mais alta, a Figura 2 proporciona uma comparação do respectivo efeito de carbono para a liga da invenção da Tabela 1, mostrada em (a), e para a segunda liga Beta-C da Tabela 1, mostrada em (b). Embora a liga Beta-C claramente exiba fase a de limite de grão, muito pouca fase a é evidente na liga modificada da invenção.
[017] Hastes de titânio das ligas da Tabela 1 foram processadas sejam estiradas mornas ou estiradas a frio até um diâmetro próximo do tamanho de prendedor necessário, seguido por uma limpeza de superfície, como apropriado, tal como alisamento, descascamento, usinagem e limpeza de superfície. As hastes estiradas, então, foram submetidas a pós-tratamento térmico otimizado, tal como detalhado abaixo, para obter as propriedades mecânicas ótimas. O carbono adicionado da liga de acordo com a presente invenção foi considerado melhorar a resposta de envelhecimento e temperabilidade substancialmente através de endurecimento por precipitação da fase B por precipitação acelerada da fase a. Parece que o teor de carbono mais alto da liga da invenção pode facilitar a precipitação de fase a acelerada relaxando a taxa de resfriamento necessária para precipitação no resfriamento de uma temperatura B transus, como consequência das curvas TTT serem movidas ligeiramente na direção de teor de carbono crescente.
[018] De um modo geral verifica-se que as ligas da presente invenção que, após tratamento de envelhecimento, os precipitados alfa eram homogêneos e finos dentro da fase de matriz beta, enquanto a fase alfa de limite de grão, que existe tipicamente em ligas de titânio, foi considerada ser substancialmente eliminada. Verificou-se também que, nos níveis requeridos pela invenção, o carbono aumenta a tolerância das ligas a oxigênio. Para as ligas de titânio aeroespaciais padrão o limite superior para teor de oxigênio é de 2.000 ppm mas, com carbono adicionado nos níveis de carbono total permitidos pela presente invenção, a liga da invenção é capaz de tolerar oxigênio até 3.000 ppm, sem uma redução em ductilidade.
[019] A condição pós tratamento térmico ótima é envelhecimento direto a uma temperatura de forno de cerca de 440ºC a cerca de 540ºC por um período de tempo variando de cerca de 1 hora a cerca de 12 horas. O carbono é reconhecido como um estabilizador de fase alfa em ligas de titânio, mas geralmente numa concentração significativamente mais alta do que permitido pela presente invenção. No nível de carbono total requerido pela presente invenção, acredita-se que o tratamento térmico conduza um mecanismo pelo qual o carbono adicionado funciona como precursor para precipitação de alfa a um nível atômico. Isto é semelhante ao papel de carbono como um estabilizador de fase alfa. Como indicado, o carbono adicionado da invenção diminui a fase alfa de limite de grão, primeiramente porque partículas alfa precipitadas dentro da fase beta são de tamanho reduzido e uniforme. Em segundo lugar, embora o oxigênio tenha uma grande afinidade para a fase alfa em ligas de titânio em geral, a fase alfa fina e uniforme que precipita dentro da fase beta na liga da invenção se forma sob a assistência de carbono, atraindo o oxigênio que tende a segregar nos limites de grão e suficientemente pequeno para difundir, e difunde para a fase alfa fina e uniformemente distribuída. À remoção de segregação de oxigênio nos limites de grão conduz à eliminação da força motriz para a alfa de limite de grão, como é evidente da Figura 2, e mantém a chave para a melhoria significativa na resistência à fadiga em regiões roscadas.
[020] As propriedades de tração e cisalhamento típicas da liga estabelecida na Tabela 1, derivada da haste estirada de diâmetro de 20mm acabado, são uma resistência à tração final de 1.518MPa, alongamento de 9% e resistência a cisalhamento duplo de 829MPa. Para uma haste estirada de diâmetro de 10 mm que atinge resistência à tração final de 1.500MPa, alongamento de 12% e a resistência a cisalhamento duplo de 824MPa. As propriedades de fadiga entalhada ou roscada do material pós-tratado de liga são mostradas na Tabela 2, bem como aquelas propriedades para cada uma da 1º liga Beta-C estabelecida na Tabela 1 e para a liga de Ti64 detalhada na Tabela 3. Em cada caso, o teste foi realizado em amostras de 10 mm de diâmetro cada uma formada com roscas laminadas, como utilizado em prendedores de titânio convencionais. O requisito declarado na norma para prendedor aeroespacial é de 65.000 ciclos na tensão de 38% UTS do material. As superfícies de fratura de fadiga da Beta-C padrão contêm tipicamente falha intergranular de quantidade significativa, o que leva a imprevisibilidade e uma variação potencialmente grande na vida de fadiga. Em contraste, a superfície de fadiga de fratura da liga da invenção é dominada por falha dúctil, com pouca falha intergranular e isto é indicativo de desempenho de fadiga consistente e confiável do material, com uma banda de espalhamento estreita para propriedades mecânicas.
TABELA 2 — Comparação de Vida de Fadiga Roscada de Prendedores de Ti Típicos de Diâmetro M10 Tensão Máxima Razão R Vida (Ciclos) Cem o |] 5 Beta C Padrão 471 0,1 Descontinuar a O ur TABELA 3 - Composição de Ti-4V-6Al
FE CR WE Vanádio 3,50 [e E je ame E as RR eostaopam Hidrogênio (3.1.3); (3.1.1) -- FEB oxseomm — | [ouros emenios sata) 1 far | Outros Elementos, total (3.1.2) | = ago Bo ee |
[021] Da descrição anterior, será apreciado que o nível de carbono total necessário na liga da invenção, tanto acelera quanto refina a precipitação de fase a, embora também evitando substancialmente a fase a de limite de grão. Adequadamente prendedores tratados termicamente produzidos da liga da invenção exibem propriedades de tensão, cisalhamento duplo e fadiga intensificadas em comparação com prendedores de Ti64 existentes e também prendedores Beta-C padrão. Para ilustrar isto, é relatado que a aeronave Boeing 787 é montada usando 2,4 milhões de prendedores, com 22% destes sendo parafusos estruturais que, principalmente, são de titânio, que se acredita ser Ti64, com o resto sendo rebites. Estima-se que substituir os atuais prendedores de Ti64 por prendedores da liga da invenção proporcionaria uma redução de peso de pelo menos 20%, representando uma economia de peso de cerca de 6.000 a 7.500 kg.
[022] A liga da invenção também pode ser atomizada para produzir pó para utilizar na impressão 3D ou processada utilizando forjamento e fundição convencionais. O mecanismo acima subjacente à melhoria na ampla faixa de propriedades mecânicas desta liga será retido em todas aquelas formas do material.

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES
1. Liga de titânio B metaestável caracterizada pelo fato de que compreende 7,5 a 8,5 % em peso de vanádio, 5,5 a 6,5 % em peso de cromo, 3,5 a 4,5 % em peso de molibdênio, 3,5 a 4,5 % em peso de zircônio, 3 a 4% em peso de alumínio, oxigênio até 0,14 % em peso de oxigênio, um máximo de 0,3 % em peso de ferro, nitrogênio até 0,03 % em peso, hidrogênio até 0,03 % em peso, um máximo de 50 ppm de ítrio, um máximo de outros elementos (além de carbono e titânio) de 0,15% em peso de cada um e 0,40% em peso no agregado em excesso de 0,05% em peso até 0,1% em peso, com um balanço (além de carbono) de titânio; a liga tendo carbono presente em um nível de carbono total estável suficientemente em excesso de 0,05 % em peso atingindo uma melhoria nas propriedades mecânicas de UTS, DSS e resistência à fadiga em regiões roscadas em relação à liga padrão Beta-C com um nível de carbono especificado abaixo de 0,05 % em peso, com um teor de carbono máximo controlado de modo a prevenir formação de carboneto tendo um efeito prejudicial no nível de resistência à fadiga.
2. Liga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o teor de carbono é pelo menos em parte fornecido por uma adição pretendida de carbono, particularmente se a liga modificada for para ser produzida de uma quantidade de liga padrão beta-C fundida.
3. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de até cerca de 0,25 % em peso.
4. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de até cerca de 0,2 % em peso.
5. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de cerca de 0,065 em peso a cerca de 0,025 % em peso.
6. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de cerca de 0,070 % em peso a cerca de 0,020 % em peso.
7. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de cerca de 0,070 % em peso a cerca de 0,015 % em peso.
8. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de cerca de 0,070 % em peso a cerca de 0,010 % em peso.
9. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o carbono total está presente até um teor estável de cerca de 0,080 % em peso.
10. Liga de titânio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o carbono total é retido em solução sólida na fase beta predominante da liga, em seguida a resfriamento de um regime de tratamento térmico de solução elevado, em vez de como precipitado de carboneto na fase beta como consequência de tal resfriamento.
11. Liga de titânio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a liga de titânio é fabricada em prendedores de titânio submetendo a liga a um tratamento térmico de homogeneização antes de ser fabricada em uma forma de prendedor requerida, tal como por estiramento.
12. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que os prendedores são submetidos a um tratamento térmico posterior por envelhecimento direto em uma temperatura de forno de cerca de 440ºC a cerca de 540ºC por um período de tempo variando de cerca de 1 hora a cerca de 12 horas.
FIGURA 1 Comparação de Tamanho de Grão de Fase B para Liga da Invenção e Liga Beta-C Padrão AE TAS : CA NE ES TAS, ms EI CO » = = Mar Te "NDA ; SÉ EE a AE tas o EA A A 2 À SS ã Sum h fc & f A Ac é A OS: " Á Neo > DADA A & On 7 CNE AE UE A A tr ta
AREIA A O EA » AA A AROS AR AS 2, Se BO EA UE o e ta E e. & e A A es Tomm a A NA sou A = (a) Liga da Invenção (a) ts S (b) Liga Beta-C Padrão FIGURA 2 Comparação de Limite de Grão Alfa para Liga da Invenção e Beta-C Padrão
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112662912A (zh) * 2020-10-28 2021-04-16 西安交通大学 一种Ti-V-Mo-Zr-Cr-Al系高强亚稳β钛合金及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782564A (en) * 1952-12-22 1957-09-11 Rem Cru Titanium Inc Improvements in or relating to titanium-aluminium base alloys
CN1010596B (zh) * 1987-09-01 1990-11-28 中国科学院金属研究所 一种耐热钛合金
JPH0762196B2 (ja) * 1988-11-10 1995-07-05 住友金属工業株式会社 高耐摩耗チタン合金材
US5068003A (en) * 1988-11-10 1991-11-26 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Wear-resistant titanium alloy and articles made thereof
JPH03229837A (ja) * 1990-02-01 1991-10-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 熱間加工工具用Ti基合金とその製造方法
US5201967A (en) * 1991-12-11 1993-04-13 Rmi Titanium Company Method for improving aging response and uniformity in beta-titanium alloys
RU2122040C1 (ru) * 1997-08-14 1998-11-20 Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Сплав на основе титана
US6726422B2 (en) 2001-11-02 2004-04-27 Newfrey Llc Helically coiled titanium wire fastener inserts
JP2005527699A (ja) * 2001-12-14 2005-09-15 エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド ベータ型チタン合金を処理する方法
JP2006097115A (ja) 2004-09-30 2006-04-13 Teigu:Kk β型チタン合金の強化方法およびそれによって得られたβ型チタン合金製品
JP2009299110A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Kobe Steel Ltd 断続切削性に優れた高強度α−β型チタン合金
CN101343706B (zh) 2008-07-17 2010-12-01 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种紧固件用β钛合金及制备方法
FR2940319B1 (fr) * 2008-12-24 2011-11-25 Aubert & Duval Sa Procede de traitement thermique d'un alliage de titane, et piece ainsi obtenue
US10053758B2 (en) 2010-01-22 2018-08-21 Ati Properties Llc Production of high strength titanium
US20120076611A1 (en) 2010-09-23 2012-03-29 Ati Properties, Inc. High Strength Alpha/Beta Titanium Alloy Fasteners and Fastener Stock
US10094003B2 (en) * 2015-01-12 2018-10-09 Ati Properties Llc Titanium alloy
RU2704986C2 (ru) * 2015-07-29 2019-11-01 Ниппон Стил Корпорейшн Титановый материал для горячей прокатки
RU2610657C1 (ru) * 2015-10-13 2017-02-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него
CN106868341A (zh) * 2015-12-11 2017-06-20 史晓强 一种高强度钛合金
US11136650B2 (en) * 2016-07-26 2021-10-05 The Boeing Company Powdered titanium alloy composition and article formed therefrom

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