BR112021003243B1 - Liga de titânio de alta resistência para a fabricação de aditivo, componente de aeronave e método de fabricação - Google Patents

Liga de titânio de alta resistência para a fabricação de aditivo, componente de aeronave e método de fabricação Download PDF

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Alexey Sergeevich Zaitsev
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Abstract

LIGA DE TITÂNIO DE ALTA RESISTÊNCIA PARA A FABRICAÇÃO DE ADITIVO, COMPONENTE DE AERONAVE E MÉTODO DE FABRICAÇÃO. A presente invenção refere-se a uma liga de titânio para a fabricação de aditivo que inclui 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]xio + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr] x1,25 + [Fe]x2,5.

Description

Campo da invenção
[001] O presente pedido se refere a ligas de titânio e, mais particularmente, a ligas de titânio alfa - beta de alta resistência para a fabricação de aditivo.
Antecedentes
[002] As ligas de titânio apresentam tipicamente proporções elevadas de resistência-peso, excelente resistência à corrosão, e as propriedades de alta temperatura. Portanto, as ligas de titânio são comumente usadas na indústria aeroespacial, como para a fabricação de vários componentes de aeronaves e semelhantes.
[003] Ligas de titânio são relativamente caras e podem ser difíceis de usinar em peças complexas que atendam às especificações aeroespaciais. Isso levou a indústria aeroespacial ao desenvolvimento de tecnologias de formato líquido (ou quase formato líquido), incluindo processos de manufatura aditiva que reduzem a quantidade de usinagem necessária.
[004] Ti - 6Al - 4V é uma das ligas de titânio mais comuns usadas na indústria aeroespacial devido à sua ductilidade e resistência à tração e cisalhamento relativamente alta. Para muitas aplicações, as propriedades mecânicas desejadas do Ti - 6Al - 4V são obtidas na condição recozida em laminador. Força ainda maior pode ser alcançada quando o Ti - 6Al - 4V está em solução tratada e envelhecida (STA). No entanto, Ti - 6Al - 4V em condição tratada e envelhecida por solução (STA) é mais caro para fabricar e é limitado a seções transversais relativamente pequenas. Além disso, o aumento da força de Ti-6Al-4V em condição tratada e envelhecida por solução (STA) é muitas vezes às custas da ductilidade.
[005] Por conseguinte, aqueles versados na técnica continuam com esforços de pesquisa e desenvolvimento nos campos de ligas de titânio e fabricação de aditivos.
Sumário
[006] Uma liga de titânio que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[007] Uma composição em pó que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[008] Um fio que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[009] Um método para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivo inclui a etapa de formar em pó a composição de liga de titânio que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]x10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[0010] Um método para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivo a partir de um material de partida metálico que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5, o método inclui as etapas de (1) triturar o material de partida metálico para produzir um pó intermediário; e (2) esferoidização o pó intermediário para produzir a matéria-prima de fabricação de aditivo.
[0011] Um método para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivo que inclui as etapas de (1) fundir um lingote que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5, (2) converter o lingote em tarugo forjado em temperaturas de campo da fase beta e/ou alfa - beta; (3) usinagem do tarugo forjado; (4) laminação a quente a uma temperatura de aquecimento do campo da fase beta e/ou alfa - beta para produzir um material laminado; (5) recozimento do material laminado a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F) por pelo menos 0,5 hora; (6) estiramento para produzir um fio com um diâmetro nominal de no máximo 3,175 mm (0,125 polegadas); e recozimento a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F) por pelo menos 0,5 hora.
[0012] Um método de fabricação que compreende fabricar de modo aditivo uma parte a partir de uma matéria-prima de fabricação de aditivo que inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[0013] Outros aspectos das ligas de titânio de alta resistência divulgadas para fabricação de aditivos e métodos associados se tornarão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir, dos desenhos anexos e das reivindicações anexas.
Breve Descrição dos Desenhos
[0014] A Figura 1 é um diagrama de fluxo que ilustra a fabricação de uma barra produzida da liga de titânio descrita;
[0015] A Figura 2 é um diagrama de fluxo que ilustra um dos métodos descritos para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivo;
[0016] A Figura 3 é um diagrama de fluxo que ilustra outro dos métodos descritos para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivo;
[0017] A Figura 4 é um diagrama de fluxo que ilustra ainda um outro dos métodos descritos para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivo;
[0018] A Figura 5 ilustra a microestrutura de uma barra rígida (diâmetro = 12,7 mm (0,5 polegadas)) produzida da liga de titânio descrita;
[0019] A Figura 6 ilustra a microestrutura de uma barra rígida (diâmetro = 101,6 mm (4 polegadas)) produzida da liga de titânio descrita;
[0020] A Figura 7 ilustra a microestrutura de um fio (diâmetro = 5,18 mm (0,204 polegadas)) produzido da liga de titânio descrita;
[0021] A Figura 8 é um diagrama de fluxo de uma fabricação de aeronave e metodologia de serviço; e
[0022] A Figura 9 é um diagrama de bloco de uma aeronave.
Descrição detalhada
[0023] É descrita uma liga de titânio forjado de alta resistência para fabricação de aditivos. A liga de titânio divulgada pode ser preparada como uma matéria-prima de fabricação de aditivo, tal como na forma de pó ou na forma de fio fino, tendo uma química eficazmente equilibrada com as capacidades de produção e alta resistência à tração final e resistência ao cisalhamento duplo, enquanto mantém um alto nível de propriedades de plástico na condição recozida.
[0024] A liga de titânio descrita inclui (por exemplo, consiste essencial de) 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); impurezas inevitáveis; e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[0025] A liga de titânio descrita pode ser produzida na forma de uma barra laminada redonda com um diâmetro de 8 mm a 31,75 mm (0,315 polegadas a 1,25 polegadas) e resistência mínima à tração de 165 ksi (1138 MPa) e resistência mínima ao cisalhamento duplo de 100 ksi (689 MPa) na condição recozida.
[0026] A liga de titânio descrita pode ser produzida na forma de uma barra laminada redonda com um diâmetro de 32 mm a 101,6 mm (1,25 polegadas a 4 polegadas) e resistência mínima à tração de 160 ksi (1103 MPa) e resistência mínima ao cisalhamento duplo de 95 ksi (655 MPa) na condição recozida.
[0027] Barras laminadas redondas (8 mm a 101,6 mm (0,315 polegadas a 4,0 polegadas)) tendo as propriedades mecânicas descritas podem ser alcançadas usando um método de fabricação que inclui as etapas de (1) fundir um lingote de liga de titânio que inclui 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); impurezas inevitáveis; e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5; (2) converter o lingote em um tarugo forjado em temperaturas de campo de fase beta e/ou alfa - beta; (3) usinagem do tarugo forjado; (4) laminação a quente a uma temperatura de aquecimento de campo de fase beta e/ou alfa - beta para produzir um estoque redondo; e (5) recozimento do estoque redondo a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F) por pelo menos 0,5 hora.
[0028] Com referência à Figura 1, um método particular para a fabricação de uma barra laminada redonda se inicia com a etapa de fundir um lingote em um forno de arco a vácuo para se obter a composição química a seguir: 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); impurezas inevitáveis; e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[0029] Além disso, o lingote é convertido em um estoque de forjamento (tarugo) em temperaturas de campo de fase beta e/ou alfa - beta o que ajuda a eliminar a estrutura como fundida e a preparar a estrutura metálica para laminação subsequente, isto é, para produzir um tarugo com o macrogrão equiaxial. Para remover completamente uma camada rica em gás e defeitos superficiais de origem de trabalho a quente, o estoque de forjamento é usinado. A laminação a quente de um tarugo usinado é realizada a uma temperatura de aquecimento do campo da fase beta e/ou alfa - beta. O recozimento subsequente de um tarugo laminado a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F) por pelo menos 0,5 hora com resfriamento até a temperatura ambiente é realizado para obter uma estrutura mais equilibrada e para abaixar as tensões internas. A usinagem de tarugos laminados é feita para remover a incrustação e a camada rica em gás.
[0030] A liga de titânio descrita pode ser produzida na forma de um fio redondo com um diâmetro de até 10 mm (0,394 polegadas) produzido via estiramento e tendo resistência mínima à tração de 168 ksi (1158 MPa) e resistência mínima ao cisalhamento duplo de 103 ksi (710 MPa) na condição recozida.
[0031] Um fio (de até 10 mm (0,394 polegadas)) tendo as propriedades mecânicas descritas pode ser alcançado usando um método de fabricação que inclui as etapas de (1) fundir de um lingote de liga de titânio que inclui 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); impurezas inevitáveis; e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5; (2) converter o lingote em um tarugo forjado em temperaturas de campo de fase beta e/ou alfa - beta; (3) usinagem do tarugo forjado; (4) laminação a quente em uma temperatura de aquecimento de campo de fase beta e/ou alfa - beta para produzir um estoque redondo; (5) recozimento do estoque redondo a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F) por pelo menos 0,5 hora; (6) estiramento para produzir um fio; e (7) recozimento do fio a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F) por pelo menos 0,5 hora.
[0032] Com referência à Figura 2, um método particular para a fabricação de um fio se inicia com a etapa de fundir um lingote em um forno de arco a vácuo para se obter a composição química a seguir: 5,5 a 6,5 % em peso de alumínio (Al); 3,0 a 4,5 % em peso de vanádio (V); 1,0 a 2,0 % em peso de molibdênio (Mo); 0,3 a 1,5 % em peso de ferro (Fe); 0,3 a 1,5 % em peso de cromo (Cr); 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio (Zr); 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio (O); máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio (N); máximo de 0,08 % em peso de carbono (C); máximo de 0,25 % em peso de silício (Si); impurezas inevitáveis; e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia a partir de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia a partir de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
[0033] Além disso, o método inclui a fabricação de um estoque de forjamento (tarugo), a laminação de um tarugo usinado a uma temperatura de aquecimento de metal de campo de fase beta e/ou alfa - beta. A laminação é realizada para produzir um material laminado para seu para o seu enrolamento subsequente. Para remover as tensões internas, as bobinas são recozidas a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 °F a 1450 °F), seguido de resfriamento para temperatura ambiente.
[0034] Para remover a incrustação e a camada rica em gás, as bobinas são submetidas a processamento químico ou usinagem. Após o material laminado é estirado para produzir um fio com diâmetro de até 10 mm (0,394 polegadas).
[0035] Para remover as tensões internas e melhorar o equilíbrio estrutural, bem como para melhorar as propriedades do plástico, o fio produzido é recozido a uma temperatura de 550 °C a 788 °C (1022 F a 1450 °F) com subsequentes resfriamento de ar. O fio recozido é processado quimicamente ou usinado no tamanho necessário.
[0036] O fio descrito pode ser usado como uma matéria-prima de fabricação de aditivos. Portanto, uma peça (por exemplo, um componente de uma aeronave ou semelhante) pode ser fabricada pela fabricação aditiva da peça usando o arame descrito como a matéria- prima de fabricação aditiva. Por exemplo, o fio descrito pode ser fornecido a uma impressora tridimensional e a impressora tridimensional pode ser fornecida com instruções para imprimir uma parte em forma de rede (ou quase em forma de rede) usando o fio descrito.
[0037] Fio com um diâmetro nominal de no máximo 10 mm (0,394 polegadas) é divulgado e pode ser usado para a fabricação de aditivos. Em uma expressão, o fio descrito pode ter um diâmetro nominal de no máximo cerca de 3,175 mm (0,125 polegadas). Em outra expressão, o fio descrito pode ter um diâmetro nominal entre cerca de 0,127 mm (0,005 polegadas) e cerca de 3,175 mm (0,125 polegadas). Em outra expressão, o fio descrito pode ter um diâmetro nominal entre cerca de 0,127 mm (0,005 polegadas) e cerca de 3 mm (0,118 polegadas). Em outra expressão, o fio descrito pode ter um diâmetro nominal entre cerca de 1,27 mm (0,050 polegadas) e cerca de 1,778 mm (0,070 polegadas). Em ainda outra expressão, o fio descrito pode ter um diâmetro nominal de cerca de 1,524 mm (0,060 polegadas).
[0038] A liga de titânio descrita pode ser produzida na forma de um pó (na forma de pó). Por exemplo, a liga de titânio descrita pode ser produzida na forma de um pó esferoidizado (na forma de pó esferoidizado).
[0039] O pó descrito pode ser usado como uma matéria-prima de fabricação de aditivo. Portanto, uma parte (por exemplo, um componente de uma aeronave ou semelhante) pode ser fabricada por fabricar de modo aditivo a parte usando o pó descrito como a matéria-prima de fabricação de aditivo. Por exemplo, o pó descrito pode ser fornecido a uma impressora tridimensional, e a impressora tridimensional pode ser fornecida com instruções para imprimir uma parte em forma de rede (ou quase em forma de rede) usando o pó descrito.
[0040] Uma matéria-prima de fabricação de aditivo em forma de pó pode ser fabricada por formar em pó a liga de titânio tendo a composição descrita. Embora sejam divulgados exemplos específicos e não limitativos de técnicas de pulverização adequadas, aqueles versados na técnica apreciarão que várias técnicas de pulverização podem ser usadas sem se afastar do escopo da presente descrição.
[0041] Com referência à Figura 3, uma matéria-prima de fabricação de aditivo 16 em forma de pó pode ser fabricada a partir de um material de partida metálico 14 usando um processo de triturar e esfeirodizar 10. O material de partida metálico 14 pode ser qualquer material metálico tendo a composição descrita de liga de titânio. Por exemplo, o material de partida metálico 14 pode ser um lingote, um ou mais das barras laminadas redondas descritas nesse documento, partes não usadas / não desejadas, limalhas ou semelhante.
[0042] O processo de trituração e esferoidização divulgado 10 para a fabricação de uma matéria-prima de fabricação de aditivos 16 em forma de pó pode incluir a etapa de trituração 24 do material de partida metálico 14 para produzir um pó intermediário 26. A trituração 24 pode converter o material de partida metálico 14 em um pó (o pó intermediário 26) tendo as propriedades físicas desejadas (por exemplo, tamanho de partícula médio desejado e distribuição), que pode depender de vários fatores, como o uso pretendido da matéria-prima de fabricação de aditivos 16.
[0043] Várias técnicas para retificação 24 podem ser usadas sem se afastar do escopo da presente descrição. Como um exemplo não limitativo, a trituração 24 pode ser realizada em um laminador planetário. Como outro exemplo não limitativo, a trituração 24 pode ser realizada em um laminador de rolos. Ainda como outro exemplo não limitativo, a trituração 24 pode ser realizada em um laminador de esferas. Laminadores planetários, laminadores de rolos e laminadores de esfera são capazes de produzir um pó intermediário 26 com uma distribuição de tamanho de partícula adequada para, entre outras coisas, fabricação aditiva.
[0044] A trituração 24 pode ser realizada de modo que o pó intermediário 26 tenha uma distribuição de tamanho de partícula que facilita o empacotamento apertado. Em uma expressão, a trituração 24 pode ser realizada de modo que o pó intermediário 26 tenha um tamanho médio de partícula entre cerca de 5 μm e cerca de 500 μm. Em outra expressão, a trituração 24 pode ser realizada de modo que o pó intermediário 26 tenha um tamanho médio de partícula entre cerca de 10 μm e cerca de 100 μm.
[0045] Opcionalmente, o pó produzido pela trituração 24 pode ser peneirado 28 para se obter uma distribuição de tamanho de partícula desejada. Por exemplo, a peneiração 28 pode render um pó intermediário 26 com uma distribuição de tamanho de partícula mais estreita, o que pode aumentar a densidade e melhorar a qualidade da superfície e as propriedades mecânicas de peças / artigos fabricados aditivamente. Em uma expressão, a peneiração 28 pode render um pó intermediário 26 tendo uma distribuição de tamanho de partícula em que pelo menos 40 por cento das partículas do pó intermediário 26 têm um tamanho de partícula dentro de (+/-) 20 por cento do tamanho médio de partícula. Em outra expressão, a peneiração 28 pode render um pó intermediário 26 tendo uma distribuição de tamanho de partícula em que pelo menos 60 por cento das partículas do pó intermediário 26 têm um tamanho de partícula dentro de (+/-) 20 por cento do tamanho médio de partícula. Em ainda outra expressão, a peneiração 28 pode render um pó intermediário 26 com uma distribuição de tamanho de partícula em que pelo menos 80 por cento das partículas do pó intermediário 26 têm um tamanho de partícula dentro de (+/-) 20 por cento do tamanho médio de partícula.
[0046] Opcionalmente, o material de partida metálico 14 pode ser hidratado em uma etapa de hidratação 30 antes da trituração 24, tornando assim o material de partida metálico 14 mais frágil e suscetível à trituração 24. Por exemplo, o material de partida metálico 14 pode ser hidratado em uma etapa de hidratação 30 aquecendo o material de partida metálico 14 na presença de gás hidrogênio (por exemplo, em um forno tubular) a uma temperatura elevada (por exemplo, 600 °C - 700 °C) por um período de tempo (por exemplo, 24 horas).
[0047] Quando uma etapa de hidratação 30 é realizada, então uma etapa de desidratação correspondente 32 também pode ser realizada. A desidratação 32 pode ser realizada após a trituração 24, e antes ou depois da peneiração opcional 28, produzindo assim o pó intermediário 26. Por exemplo, a desidratação 32 pode ser realizada sob vácuo a uma temperatura elevada (por exemplo, 550 °C - 700 °C) por um período de tempo (por exemplo, 72 horas).
[0048] Ainda com referência à Figura 3, o processo de trituração e de esferoidização descrito 10 pode adicionalmente incluir a esferoidi- zação 34 do pó intermediário 26 para produzir a matéria-prima de fabricação de aditivo 16 em forma de pó. Portanto, as partículas da matéria-prima de fabricação de aditivo 16 em forma de pó podem ser substancialmente esféricas. Como usado nesse documento, "esféricas" não requer que seja esfericidade perfeita, mas significa "substancialmente esféricas".
[0049] Várias técnicas podem ser usadas para esferoidizar 34 o pó intermediário 26 sem se afastar do escopo da presente descrição. Em uma implementação particular, a esferoidização 34 pode incluir a introdução das partículas do pó intermediário 26 em um plasma, como um plasma de indução, para aquecer e fundir rapidamente as partículas, seguido por resfriamento. Por exemplo, um TEKSPHERO 200TM, que está comercialmente oferecido pela Tekna Plasma Systems Inc. de Quebec, Canadá, pode ser usado para esferoidizar 34 o pó intermediário 26 usando um plasma de indução.
[0050] Com referência à Figura 4, uma matéria-prima de fabricação de aditivo 50 em forma de pó pode ser fabricada a partir do fio 52 tendo a composição descrita de liga de titânio por atomização 54 do fio 52 para produzir a matéria-prima de fabricação de aditivo 50. Em uma implementação particular, a atomização 54 do fio 52 pode incluir atomização de plasma, em que o fio 52 é alimentado através de um plasma para produzir a matéria-prima de fabricação de aditivo 50 na forma de pó. Várias outras técnicas de atomização são contempladas e podem ser usadas sem se afastar do escopo da presente descrição.
[0051] Embora várias técnicas de pulverização sejam descritas para a obtenção de um pó com a composição de liga de titânio descrita, também é contemplado que a liga pode ocorrer no nível do pó. Em outras palavras, um pó (ou uma massa consolidada formada a partir de tal pó) pode ser fabricado pela mistura de várias composições em pó para produzir um pó com a composição de liga de titânio descrita.
[0052] A liga de titânio descrita pode ser usada para a fabricação de aditivo, tal como em forma de pó, em forma de fio ou outra forma adequada, com um alto nível de propriedades de resistência e resistência ao cisalhamento duplo ao mesmo tempo em que se mantém um alto nível de propriedades de plástico.
[0053] A liga de titânio descrita demonstra uma combinação de altas propriedades de processamento e estruturais, que é alcançada pela seleção ideal de elementos de liga, suas proporções em liga de titânio e também por parâmetros otimizados de tratamento termomecânico.
[0054] A liga de titânio descrita é produzida de uma liga de titânio alfa - beta que contém estabilizadores alfa, fortalecedores neutros, e estabilizadores beta.
[0055] Um grupo de estabilizadores alfa é formado dos elementos tal como alumínio e oxigênio. A introdução de estabilizadores alfa em ligas de titânio expande a gama de soluções sólidas de titânio, reduz a densidade e melhora o módulo de elasticidade da liga. O alumínio é o reforçador mais eficiente que aumenta a relação resistência-peso da liga, ao mesmo tempo em que melhora a resistência e o comportamento do titânio em altas temperaturas. Quando a concentração de alumínio na liga é inferior a 5,5% em peso, a resistência necessária não é alcançada, enquanto a concentração superior a 6,5% leva a uma diminuição indesejável da plasticidade com um aumento significativo da temperatura beta transus (BTT). O oxigênio aumenta a temperatura de transformação alotrópica do titânio. A presença de oxigênio na faixa de 0,2% em peso a 0,3% em peso aumenta a resistência sem deterioração da plasticidade. A presença de nitrogênio na liga em concentrações não superiores a 0,05% em peso e de carbono em concentrações não superiores a 0,08% em peso não tem efeito significativo na diminuição da plasticidade à temperatura ambiente.
[0056] Fortalecedores neutros na liga de titânio descrita incluem zircônio. O zircônio forma uma ampla gama de soluções sólidas com alfa titânio, tem ponto de fusão e densidade semelhantes e melhora a resistência à corrosão. Uma concentração de zircônio tomada na faixa de 0,05% em peso a 0,5% em peso aumenta a tendência de aumento da resistência devido à resistência aprimorada da fase alfa e influência efetiva na manutenção do estado metaestável ao resfriar um estoque de uma seção transversal mais pesada.
[0057] Um grupo de estabilizadores beta descrito nesse documento consiste de estabilizadores beta isomorfos e estabilizadores beta eutetoides.
[0058] A química da liga de titânio descrita consiste de estabilizadores beta isomorfos, tais como vanádio e molibdênio. Uma concentração de vanádio na faixa de 3,0 % em peso a 4,5 % em peso garante a estabilização da fase beta, isto é, impede a formação de superestrutura alfa2 na fase alfa e contribui para o aprimoramento não só da resistência, mas também das propriedades de plástico. A concentração de molibdênio na faixa de 1,0 % em peso a 2,0 % em peso de garante a sua completa solubilidade na fase alfa, o que resulta em um alto nível de propriedades de resistência sem deterioração de propriedades de plástico. Quando a concentração de molibdênio excede 2,0 % em peso, a gravidade específica da liga aumenta, enquanto a relação de resistência para peso e as propriedades de plástico diminuem.
[0059] A química da liga de titânio descrita é também apresentada por estabilizadores beta eutetoides (Cr, Fe, Si).
[0060] A adição de ferro na faixa de 0,3% em peso a 1,5% em peso aumenta a fração de volume da fase beta, reduzindo a resistência à deformação durante o trabalho a quente da liga, o que ajuda a prevenir defeitos de origem no trabalho a quente. A concentração de ferro acima de 1,5% em peso leva a processos de segregação com formação de manchas beta durante a fusão e solidificação da liga, que levam à não homogeneidade da estrutura e propriedades mecânicas, bem como à deterioração da resistência à corrosão.
[0061] Concentração de cromo é estabelecida na faixa de 0,3 % em peso a 1,5 % em peso de em virtude de sua capacidade de fortificar bem as ligas de titânio e agir como um forte estabilizador beta. No entanto, há uma alta probabilidade de formar intermetálicos fragilizantes em exposições isotérmicas longas e inomogeneidades químicas durante a fusão do lingote quando a liga com cromo excede o limite máximo estabelecido.
[0062] A concentração de silício é aceita em 0,25% em peso no máximo, uma vez que o silício nos limites especificados se dissolve completamente na fase alfa, o que proporciona o fortalecimento da solução sólida alfa e a formação de uma pequena quantidade de fase beta na liga. Além disso, a adição de silício à liga aumenta sua estabilidade em altas temperaturas. As concentrações de silício que excedem o limite acima resultam na formação de silicidas, que levam à redução da resistência à fluência e à fissuração do material.
[0063] A liga de titânio divulgada é baseada na possibilidade de separar os efeitos do fortalecimento da liga de titânio via liga com estabilizadores alfa e reforçadores neutros e adição de estabilizadores beta. Esta possibilidade é justificada pelas considerações a seguir. Elementos equivalentes ao alumínio fortalecem as ligas de titânio principalmente como resultado do fortalecimento da solução, enquanto os estabilizadores beta fortalecem as ligas de titânio principalmente como resultado da quantidade aumentada de fase beta mais forte. Portanto, a fim de estabilizar as propriedades de resistência, foram estabelecidas concentrações marginais de elementos de liga. Para tanto, foi definido um mecanismo de controle de suas proporções dentro das faixas da composição reivindicada.
[0064] Os equivalentes estruturais de alumínio ([Al] eq) e de molibdênio ([Mo] eq) governados por critérios econômicos, de resistência e de processamento foram calculados para a liga usada para fazer um material de fixação.
[0065] O equivalente de alumínio estrutural [Al] eq é definido no intervalo de 7,5 a 9,5. Esta limitação é explicada pelo fato de que o valor de [Al] eq abaixo de 7,5 não garante a consistência necessária das propriedades mecânicas, e o valor de [Al] eq acima de 9,5 leva ao aumento no reforço da solução sólida que deteriora o comportamento plástico e cria pré-requisitos para rachaduras durante o trabalho a quente.
[0066] O valor do equivalente de molibdênio estrutural [Mo]eq é obtido na faixa de 6,0 a 8,5, o que garante a estabilização da quantidade necessária de fase beta, a fase muda com a exposição térmica para obter a alto nível de propriedades de resistência de a liga.
[0067] [Al]eq e [Mo]eq descritos neste documento são as categorias de linha de base que são estabelecidas, controladas e que gerenciam de forma eficiente o processo de fabricação para garantir uma parte de alta qualidade que atenda precisamente aos requisitos do cliente para características estruturais e de processamento. Os princípios descritos neste documento permitem compensar a deficiência em elementos químicos mais caros por quantidades equivalentes de elementos de liga menos caros disponíveis dentro dos equivalentes de resistência atribuídos e composição química da liga, incluindo aqueles elementos de liga que estão contidos em certas quantidades na sucata incorporada. Ao mesmo tempo, o custo da liga pode ser reduzido em 30 por cento com preservação estável de altas propriedades estruturais e operacionais de uma parte.
EXEMPLOS Exemplo 1
[0068] Para testar a aplicabilidade industrial, um lingote com a composição química mostrada na Tabela 1 foi fundido. A temperatura beta transus foi 998 °C (1828 °F). TABELA 1
[0069] O lingote foi convertido em tarugos forjados em temperaturas de campos beta e fase alfa - beta. Os tarugos foram laminados para produzir uma barra rígida com diâmetro de 12,7 mm (0,5 polegadas) a uma temperatura de operação de laminação final de 915 °C (1679 °F). O material de barra laminado foi recozido a uma temperatura de 600 °C (1112 °F) por 60 minutos com resfriamento do ar até temperatura ambiente. Após isso, testes mecânicos e exame de estrutura foram realizados. Os resultados de testes mecânicos do material de barra após tratamento a calor são apresentados na Tabela 2 e a microestrutura do material de barra tratado a calor com ampliação de 200x é mostrada na Figura 5. TABELA 2
Exemplo 2
[0070] Para produzir uma barra rígida com diâmetro de 101,6 mm (4 polegadas), o lingote com a composição química mostrada na Tabela 3 foi fundido. A temperatura da liga beta transus (BTT) determinada pelo método metalográfico foi 988 °C (1810 °F). TABELA 3
[0071] O lingote foi convertido em tarugos forjados em temperaturas de campos beta e fase alfa - beta. Os tarugos foram laminados para produzir uma barra rígida com diâmetro de 101,6 mm (4 polegadas) a uma temperatura de 918 °C (1685 °F). Os cupons de teste do material de barra laminada com diâmetro de 101,6 mm (4 polegadas) e comprimento de 101,6 mm (4 polegadas) foram recozidos a uma temperatura de 600 °C (1112 °F) por 60 minutos. Após isso, testes mecânicos na direção longitudinal e exame de estrutura foram realizados. Os resultados de testes mecânicos do material de barra após tratamento a calor são apresentados na Tabela 4 e a microestrutura do material de barra com uma ampliação de 200x são mostrados na Figura 6. TABELA 4
Exemplo 3
[0072] Para produzir um fio com diâmetro de 5,18 mm (0,204 polegadas), o lingote com a composição química mostrada na Tabela 5 foi fundido. A temperatura da liga beta transus (BTT) determinada pelo método metalográfico foi 988 °C (1810 °F). TABELA 5
[0073] O lingote foi convertido em tarugos forjados em temperaturas de campos beta e fase alfa - beta. Os tarugos foram laminados para produzir um material com diâmetro de 101,6 mm (4 polegadas) a uma temperatura de 918 °C (1685 °F). O material laminado com diâmetro de 101,6 mm (4 polegadas) foi laminado até um material com diâmetro de 7,92 mm (0,312 polegadas) com o final do trabalho a quente no campo de fase alfa - beta. O material laminado com diâmetro de 7,92 mm (0,312 polegadas) foi desgaseificado em um forno a vácuo e, em seguida, estirado por vários estágios para produzir um fio com diâmetro de 6,07 mm (0,239 polegadas). O fio foi recozido nas seguintes condições: aquecimento a 705 ° C (1300 ° F), imersão por 1 hora, resfriamento a ar. A trituração e o polimento foram seguidos de rebentação e decapagem. Depois disso, o fio foi lubrificado e medido para um diâmetro de 5,18 mm (0,204 polegadas). Os resultados dos testes mecânicos do fio com diâmetro de 5,18 mm (0,204 polegadas) após o recozimento são apresentados na Tabela 6. A microestrutura do fio com um aumento de 800x é apresentada na Figura 7. TABELA 6
Exemplos 4-21 e Exemplos Comparativos C1-C9
[0074] A liga de titânio descrita foi avaliada para uso na fabricação de aditivos. As partes de teste com uma estrutura em forma de T foram fabricadas aditivamente usando a matéria-prima de fabricação aditiva descrita. Dez das partes de teste (Exemplos 4-13) tinham a composição química mostrada na Tabela 7, enquanto oito das partes de teste (Exemplos 14-21) tinham a composição química mostrada na Tabela 8. Todas as dezoito partes de teste (Exemplos 4-21 ) foram recozidos a 746 °C (1375 °F) por duas horas. TABELA 7 TABELA 8
[0075] Para comparação, as mesmas partes de teste em forma de T foram fabricadas aditivamente usando Ti - 6Al - 4V padrão (exemplos comparativos C1 - C9). As partes de teste Ti - 6Al - 4V foram submetidas a tratamento térmico de forma que estivessem em uma condição de solução tratada e envelhecida (STA).
[0076] Cupons de tração foram extraídos das partes de teste e os testes mecânicos foram realizados de acordo com ASTM E8. Os resultados são apresentados na Tabela 9. TABELA 9
[0077] A liga de titânio recozido teve um bom desempenho, como comparada com solução padrão tratada e envelhecida (STA) Ti - 6Al - 4V. É de notar que os Exemplos 11-14, 17-20, C6 e C7 exibiram um quarto externo fraturado.
[0078] Exemplos da descrição podem ser descritos no contexto de uma fabricação de aeronaves e método de serviço 100, como mostrado na Figura 8, e uma aeronave 102, como mostrado na Figura 9. Durante a pré-produção, a fabricação de aeronaves e o método de serviço 100 pode incluir especificação e projeto 104 da aeronave 102 e aquisição de material 106. Durante a produção, a fabricação do componente / subconjunto 108 e a integração do sistema 110 da aeronave 102 ocorrem. Depois disso, a aeronave 102 pode passar pela certificação e entrega 112 a fim de ser colocada em serviço 114. Enquanto em serviço por um cliente, a aeronave 102 é programada para manutenção de rotina e serviço 116, que também pode incluir modificação, reconfiguração, renovação e semelhante.
[0079] Cada um dos processos do método 100 pode ser realizado ou implementado por um integrador de sistema, um terceiro e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para os fins desta descrição, um integrador de sistema pode incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes de aeronaves e subcontratados do sistema principal; um terceiro pode incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subcontratados e fornecedores; e uma operadora pode ser uma companhia aérea, empresa de leasing, entidade militar, organização de serviços e assim por diante.
[0080] Como mostrado na Figura 9, a aeronave 102 produzida pelo método de exemplo 100 pode incluir uma célula 118 com uma pluralidade de sistemas 120 e um interior 122. Exemplos da pluralidade de sistemas 120 podem incluir um ou mais de um sistema de propulsão 124, um sistema elétrico 126, um sistema hidráulico 128 e um sistema ambiental 130. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído.
[0081] A liga de titânio de alta resistência descrita pode ser empregada durante qualquer um ou mais dos estágios da fabricação de aeronaves e método de serviço 100. Como um exemplo, componentes ou subconjuntos correspondentes à fabricação de componente / subconjunto 108, integração de sistema 110 e ou manutenção e serviço 116 podem ser fabricados ou manufaturados usando a liga de titânio de alta resistência divulgada. Como outro exemplo, a fuselagem 118 pode ser construída usando a liga de titânio de alta resistência descrita. Além disso, um ou mais exemplos de aparelhos, exemplos de métodos ou uma combinação dos mesmos podem ser utilizados durante a fabricação de componente / subconjunto 108 e/ou integração de sistema 110, por exemplo, acelerando substancialmente a montagem ou reduzindo o custo de uma aeronave 102, tal como a célula 118 e/ou o interior 122. Da mesma forma, um ou mais dos exemplos de sistema, exemplos de método ou uma combinação dos mesmos podem ser utilizados enquanto a aeronave 102 está em serviço, por exemplo, e sem limitação, para manutenção e serviço 116.
[0082] A liga de titânio de alta resistência descrita é descrita no contexto de uma aeronave; no entanto, um versado na técnica reconhecerá prontamente que a liga de titânio de alta resistência divulgada pode ser utilizada para uma variedade de aplicações. Por exemplo, a liga de titânio de alta resistência descrita pode ser implementada em vários tipos de veículos, incluindo, por exemplo, helicópteros, navios de passageiros, automóveis, produtos marinhos (barco, motores, etc.) e semelhantes. Várias aplicações não veiculares, como aplicações médicas, também são contempladas.
[0083] Embora vários aspectos da liga de titânio de alta resistência descrita para fabricação de aditivos tenham sido mostrados e descritos, modificações podem ocorrer para aqueles versados na técnica após a leitura do relatório descritivo. O presente pedido inclui tais modificações e é limitado apenas pelo escopo das reivindicações.

Claims (15)

1. Liga de titânio, caracterizada pelo fato de que compreende: 5.5 a 6,5 % em peso de alumínio; 5.6 a 4,5 % em peso de vanádio; 1. 0 a 2,0 % em peso de molibdênio; 0,3 a 1,5 % em peso de ferro; 0,3 a 1,5 % em peso de cromo; 0,05 a 0,5 % em peso de zircônio; 0,2 a 0,3 % em peso de oxigênio; máximo de 0,05 % em peso de nitrogênio; máximo de 0,08 % em peso de carbono; máximo de 0,25 % em peso de silício; e titânio ao equilíbrio, em que um valor de um equivalente estrutural de alumínio [Al]eq varia de 7,5 a 9,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Al]eq = [Al] + [O]*10 + [Zr]/6, e em que um valor de um equivalente estrutural de molibdênio [Mo]eq varia de 6,0 a 8,5 % em peso, e é definido pela equação a seguir: [Mo]eq = [Mo] + [V]/1,5 + [Cr]x1,25 + [Fe]x2,5.
2. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que consiste essencialmente do titânio, o alumínio, o vanádio, o molibdênio, o ferro, o cromo, o zircônio e o oxigênio, e opcionalmente, o nitrogênio, o carbono e o silício, assim como impurezas inevitáveis.
3. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é na forma em pó.
4. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é na forma em pó esferoidizado.
5. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é formada como um fio.
6. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o fio tem um diâmetro nominal de no máximo 3,175 mm.
7. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o fio tem um diâmetro nominal entre 0,127 mm e 3 mm.
8. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o fio tem um diâmetro nominal entre 1,27 mm e 1,778 mm.
9. Liga de titânio, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o fio tem um diâmetro nominal de 1,524 mm.
10. Componente de uma aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende a liga de titânio, como definida na reivindicação 1.
11. Método de fabricação, caracterizado pelo fato de que compreende: fabricar de modo aditivo uma parte a partir de uma matéria- prima de fabricação de aditivo que compreende liga de titânio, como definida na reivindicação 1.
12. Método para a fabricação de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a fabricação da matéria-prima de fabricação de aditivo compreende: formar liga de titânio em pó.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a formação em pó compreende: triturar um material de partida metálico que compreende liga de titânio, como definida na reivindicação 1 para produzir um pó intermediário; e esferoidizar o pó intermediário para produzir a matéria-prima de fabricação de aditivo.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a formação em pó compreende a atomização de um fio que compreende liga de titânio, como definida na reivindicação 1.
15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a fabricação da matéria-prima de fabricação de aditivo compreende: fundir um lingote que compreende liga de titânio; converter o lingote em um tarugo forjado em temperaturas de campo de fase beta e/ou alfa - beta; usinar o tarugo forjado; laminar a quente o tarugo forjado usinado em uma temperatura de aquecimento de campo de fase beta e/ou alfa - beta para produzir a material laminado; recozer o material laminado a uma temperatura de 550 °C a 788 °C por pelo menos 0,5 hora; estirar o material laminado recozido para produzir um fio com um diâmetro nominal de no máximo 3,175 mm; e recozer o fio a uma temperatura de 550 °C a 788 °C por pelo menos 0,5 hora.
BR112021003243-6A 2018-08-31 Liga de titânio de alta resistência para a fabricação de aditivo, componente de aeronave e método de fabricação BR112021003243B1 (pt)

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