CN102549181B - 用于高强度应用的近β钛合金及其制备方法 - Google Patents
用于高强度应用的近β钛合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102549181B CN102549181B CN201080032366.7A CN201080032366A CN102549181B CN 102549181 B CN102549181 B CN 102549181B CN 201080032366 A CN201080032366 A CN 201080032366A CN 102549181 B CN102549181 B CN 102549181B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium alloy
- alloy
- weight
- titanium
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Abstract
提供了一种高强度近β钛合金,其包括(以重量%计):铝5.3‑5.7%,钒4.8‑5.2%,铁0.7‑0.9%,钼4.6‑5.3%,铬2.0‑2.5%,氧0.12‑0.16%,余量为钛和附带杂质。同时提供了一种包括该高强度近β钛合金的航空系统部件,以及制造一种用于高强度、深淬透性和良好延性应用的钛合金的方法。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2009年5月29日提交的美国临时专利申请61/182,619以及2009年7月6日提交的英国专利申请0911684.9的优先权,这些文献作为整体全部引用在本文中。
发明背景
技术领域
本公开一般涉及一种高强度钛合金及其制备方法。该合金有利地用于需要结合高强度、深淬透性和良好延性性质的应用。
背景技术
常规地,多种钛和铁合金已用于航空部件的制备。钛合金的使用更为有利,因为用它制备的组分比铁合金制备的更轻。
这种钛合金的一个举例由特有库林(Tetyukhin)等人公开在美国专利No.7,332,043(“’043专利”)中,该专利描述了将一种Ti-555-3合金用于航天工程应用,其组成为铝5%,钼5%,钒5%,铬3%,铁0.4%。然而,Ti-555-3合金在航空工业中,当其用于临界应用时(如着陆齿轮),不能保持所需的高强度、深淬透性和良好延性。而且,该’043专利未能公开将氧用于其Ti-555-3合金中,而氧是钛合金组成中一个重要元素。通常有意地调整氧的百分数以使其对强度特性产生明显影响。
另一个举例由美国专利申请公开No.2008/0011395(下文称“’395申请”)提供,该申请描述了一种含铝、钼、钒、铬和铁的钛合金。然而,该公开中合金元素的重量%范围过宽。比如,合金Ti-5Al-4.5V-2Mo-1Cr-0.6Fe(VT23)和Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe(VT22)均易于落在指定重量百分数范围内。这些合金为公众所知(in the public domain)可追溯到1976年。此外,在‘395申请中提供的重量百分数优选范围导致差的强度-延性结合。因此,该对比文献在航空工业中,当其用于临界应用时(如着陆齿轮),不能达到所需的高强度、深淬透性和良好延性。
因此存在这样一种需要,使得合金具有改善的强度、深淬透性和良好延性,以满足航空工业中临界应用的需要。这种产品的关键特性是高拉伸强度(如拉伸屈服强度(“TYS”)和极限拉伸强度(“UTS”))、弹性模量、伸长率和断面收缩率(“RA”)。而且,还存在对用于制备和加工这种合金以进一步改善其性能的先进技术的需要。
发明内容
根据上述问题、需要和目标,公开了一种高强度近β钛合金。在一个实施方式中,该钛合金包括(以重量%计):铝5.3-5.7%,钒4.8-5.2%,铁0.7-0.9%,钼4.6-5.3%,铬2.0-2.5%,氧0.12-0.16%,余量为钛和附带杂质(incidental impurities)。
在另一个实施方式中,该钛合金的β同晶(βISO)对β共析(βEUT)稳定剂之比为1.2-1.73,更具体地为1.22-1.73,其中β同晶对β共析稳定剂之比定义为:
在本说明书所提供的该公式中,Mo、V、Cr和Fe分别代表钼、钒、铬和铁在钛合金中的重量百分数。在一个实施方式中,β同晶值范围为7.80-8.77,并且,在一个具体的实施方式中,其约为8.33。在另一个实施方式中,β共析值范围为5.08-6.42,并且,在一个具体的实施方式中,其约为5.82。在一个具体的实施方式中,β同晶对β共析稳定剂之比约为1.4,更具体地为1.43。
在另一个实施方式中,该钛合金的钼当量(Moeq)为12.8-15.2,其中钼当量定义为:
在一个具体实施方式中,钼当量约为14.2。在另一个实施方式中,该钛合金的铝当量(Aleq)为8.5-10.0,其中铝当量定义为:
Aleq=Al+27O
在这个公式中,Al和O分别代表铝和氧在钛合金中的重量百分数。在一个具体的实施方式中,铝当量约为9.3。在另一个实施方式中,钛合金的β转变温度(Tβ)约为1557-1627℉(约847-886℃),其中β转变温度(℉)定义为:
Tβ=1594+39.3Al+330O+1145C+1020N-21.8V-32.5Fe-17.3Mo-70Si-27.3Cr
在这个公式中,C、N和Si分别代表钛合金中碳、氮和硅的重量%。在一个具体实施方式中,β转变温度约为1590℉(约865℃)。在一个具体的实施方式中,铝的重量%约为5.5%,钒的重量%约为5.0%,铁的重量%约为0.8%,钼的重量%约为5.0%,铬的重量%约为2.3%,和/或氧的重量%约为0.14%。
根据一个实施方式,该合金可达到良好的拉伸性能。比如,该合金可达到拉伸屈服强度(TYS)至少为170千磅每平方英寸(ksi),极限拉伸强度(UTS)至少为180ksi,弹性模量至少为16.0兆磅/平方英寸(Msi),伸长率至少为10%,和/或断面收缩率(RA)至少为25%。
根据另一个实施方式,该合金可达到良好的抗疲劳性能。比如,当根据ASTME606标准,以应变在+0.6%至-0.6%之间变化而测试该合金的平滑轴向疲劳样品时,该合金可达到疲劳寿命至少为200,000循环。
根据一个实施方式,利用铁水平为0.7-0.9重量%的该合金组合物达到了临界航空部件应用(如着陆齿轮)所需的高强度、深淬透性和良好延性。此结果相比现有技术的教导特别出乎意料,因为现有技术中利用低含量的铁的益处是受到追捧的。比如,′043专利公开了必须使用低于0.5重量%的铁浓度,以使大尺寸元件达到高强度水平。
根据本发明的另一个实施方式,提供了一个包含本发明所描述的高强度近β钛合金的航空系统部件。在一个具体实施方式中,该航空系统部件包括着陆齿轮。
根据本发明的另一个实施方式,提供了用于制备一种用于需要高强度、深淬透性和良好延性的应用的钛合金的方法。该方法包括首先提供一种高强度近β钛合金,其包括(以重量%计):铝5.3-5.7%,钒4.8-5.2%,铁0.7-0.9%,钼4.6-5.3%,铬2.0-2.5%,氧0.12-0.16%,余量为钛和附带杂质,在低于β转变温度的温度(如两相区(subtransus)温度)进行该钛合金的固溶热处理(solution heat treatment),以及进行该钛合金的沉淀硬化。
在一些实施方式中,该制备方法还包括在低于β转变温度进行该合金的真空电弧重熔和/或该钛合金的锻造与滚塑。在一个具体实施方式中,公开的制备高强度、深淬透性和良好延性合金的方法被用于制备一种航空系统部件,更具体地用于制备着陆齿轮。
附图结合在说明书中,构成说明书的一部分,其显示了本发明的具体实施方式,用于解释本发明的基本原理。
附图简要说明
图1是根据本发明的示例性实施方式的方法的流程图。
图2是根据本发明的实施方式制备的示例性钛合金的显微照片。
图3是根据本发明的实施方式制备的示例性钛合金与常规钛合金的极限拉伸强度和伸长率的对比图。
图4是另一幅根据本发明的实施方式制备的示例性钛合金与常规钛合金的极限拉伸强度和伸长率的对比图。
除非另外说明,否则,在附图中,相同的附图标记和字符表示所示实施方式类似的特征、元素、部件或部分。另外,尽管下面参照附图详细描述,但是是结合所示的实施方式进行的描述。
发明详述
公开了一种具有深淬透性和良好延性的高强度钛合金。这种合金理想地应用于航空工业或其它需要高强度、深淬透性和良好延性的适合应用。
还公开了一种用于制备上述适用于生产航空部件或任何其它适合的应用的钛合金的技术。根据本发明公开的多种实施方式的钛合金特别适用于制备着陆齿轮,但也可考虑其它如扣件和其它航空部件的适合应用。
在一个实施方式中,提供了一种钛合金。该示例性合金包括(以重量%计):铝5.3-5.7%,钒4.8-5.2%,铁0.7-0.9%,钼4.6-5.3%,铬2.0-2.5%,氧0.12-0.16%,余量为钛和附带杂质。
铝在钛中作为合金元素是一种α稳定剂,其可提升α相稳定的温度。在一个实施方式中,铝在合金中存在的重量百分数为5.3-5.7%。在一个具体实施方式中,铝约为5.5重量%。若铝含量超出了本说明公开的上限,α稳定可能过量,由于Ti3Al的形成,脆化敏感度上升。另一方面,若铝含量低于本说明公开的限制,在老化时可对α沉淀动力学产生不利影响。
钒在钛中作为合金元素是一种同晶β稳定剂,其可降低β转变温度。在一个实施方式中,钒在合金中存在的重量百分数为4.8-5.2%。在一个具体实施方式中,钒约为5.0重量%。若钒含量超出了本说明公开的上限,β稳定可能过量,不能达到最优淬透性。另一方面,若钒含量低于本说明公开的限制,则不能提供足够的β稳定。
铁在钛中作为合金元素是一种共析β稳定剂,其可降低β转变温度,并且铁在钛中常温下为一种增强元素。在一个实施方式中,铁在合金中存在的重量百分数为0.7-0.9%。在一个具体实施方式中,铁约为0.8重量%。如上所述,利用铁水平为0.7-0.9重量%可达到如临界航空部件应用(如着陆齿轮)所需的高强度、深淬透性和良好延性。然而,若铁含量超出了本说明公开的上限,在锭料凝固时可产生过量溶质离析,其对机械性能有不利影响。另一方面,若铁水平的使用低于本说明公开的限制,则不能制备具有所需高强度、深淬透性和良好延性的合金。例如,这已阐明在’043专利所描述的Ti-555-3合金的性质和以下描述的实施例所进行的测试中。
钼在钛中作为合金元素是一种同晶β稳定剂,其可降低β转变温度。在一个实施方式中,钼在合金中存在的重量百分数为4.6-5.3%。在一个具体实施方式中,钼约为5.0重量%。若钼含量超出了本说明公开的上限,β稳定可能过量,不能达到最优淬透性。另一方面,若钼含量低于本说明公开的限制,则不能提供足够的β稳定。
铬是一种共析β稳定剂,其在钛中可降低β转变温度。在一个实施方式中,铬在合金中存在的重量百分数为2.0-2.5%。在一个具体实施方式中,铬约为2.3重量%。若铬含量超出了本说明公开的上限,由于共析化合物的存在,延性会下降。另一方面,若铬含量低于本说明公开的限制,淬透性则会下降。
氧在钛中作为合金元素是一种α稳定剂,并且氧在钛合金中常温下为一种有效的增强元素。在一个实施方式中,氧在合金中存在的重量百分数为0.12-0.16%。在一个具体实施方式中,氧约为0.14重量%。若氧含量过低,强度会过低,β转变温度会过低,合金的成本会上升,因为金属废料不再适用于合金熔融。另一方面,若含量过高,会损害耐久性和耐损伤性。
根据本发明的一些实施方式,该钛合金还可包括杂质或其它元素如N、C、Nb、Sn、Zr、Ni、Co、Cu、Si及类似物,以达到所得合金的任何所需特性。在一个具体实施方式中,这些元素每个重量百分比小于0.1%,这些元素的总含量少于0.5重量%。
根据本发明的另一个实施方式,该钛合金的β同晶(βISO)对β共析(βEUT)稳定剂之比为1.2-1.73,更具体地为1.22-1.73,其中β同晶对β共析稳定剂之比在公式(1)中定义:
在本说明书提供的该公式中,Mo、V、Cr和Fe分别代表钼、钒、铬和铁在合金中的重量百分数。在一个实施方式中,β同晶值范围为7.80-8.77,并且,在一个具体实施方式中,其约为8.33。在另一个实施方式中,β共析值范围为5.08-6.42,并且,在一个具体实施方式中,其约为5.82。在一个具体实施方式中,β同晶对β共析稳定剂之比约为1.4,更具体地为1.43。
使用具有β同晶对β共析稳定剂之比为1.2-1.73的合金对于达到所需高强度、深淬透性和良好延性是关键的。若该比例超出了本说明公开的上限,淬透性会下降。另一方面,若比例低于本说明公开的限制,则不能达到所需高强度、深淬透性和良好延性。例如,这已由′395申请所描述的合金的性质阐明。
根据本发明的另一个实施方式,该钛合金的钼当量(Moeq)为12.8-15.2,其中钼当量在公式(2)中定义为:
在一个具体实施方式中,钼当量约为14.2。在另一个实施方式中,该钛合金的铝当量(Aleq)为8.5-10.0,其中铝当量在公式(3)中定义为:
Aleq=Al+27O (3)
在这个公式中,Al和O分别代表铝和氧在该合金中的重量百分数。在一个具体的实施方式中,铝当量约为9.3。在另一个实施方式中,钛合金的β转变温度(Tβ)约为1557-1627℉(约847-886℃),其中β转变温度(℉)在公式(4)中定义为:Tβ=1594+39.3Al+330O+1145C+1020N-21.8V-32.5Fe-17.3Mo-70Si-27.3Cr (4)
在这个公式中,C、N和Si分别代表钛合金中碳、氮和硅的重量%。在一个具体实施方式中,β转变温度约为1590℉(约865℃)。
该合金达到了良好的拉伸性能,比如,其具有拉伸屈服强度(TYS)至少为170ksi,极限拉伸强度(UTS)至少为180ksi,弹性模量至少为16.0Msi,伸长率至少为10%,和/或断面收缩率(RA)至少为25%。本说明书公开的示例性合金达到的拉伸性能的具体举例列于下文所解释的实施例中。该合金还达到了良好的抗疲劳性能,比如,当根据ASTM E606,以应变在+0.6%至-0.6%之间变化而测试该合金的平滑轴向疲劳样品时,该合金可达到疲劳寿命至少为200,000循环。
根据本发明的另一个实施方式,提供了一种包括本发明上述高强度近β钛合金的航空系统部件。在一个具体的实施方式中,本发明的钛合金用于着陆齿轮的制备。然而,对于该钛合金,其它适合的应用包括但不限于扣件和其它航空部件。
根据本发明的另一个实施方式,提供了用于制备一种用于需要高强度、深淬透性和良好延性的应用的钛合金的方法。该方法包括提供一种高强度近β钛合金,其主要包括(以重量%计):铝5.3-5.7%,钒4.8-5.2%,铁0.7-0.9%,钼4.6-5.3%,铬2.0-2.5%,氧0.12-0.16%,余量为钛和附带杂质,在两相区温度(如低于β转变温度)进行该钛合金的固溶热处理,以及进行该钛合金的沉淀硬化。所用钛合金可具有本发明上述任何性质。
在一些实施方式中,该制备方法还包括在低于β转变温度进行该合金的真空电弧重熔和/或该钛合金的锻造与滚塑。在一个具体实施方式中,用于制备高强度、深淬透性和良好延性合金的方法被用于制备一种航空系统部件,更具体地用于制备着陆齿轮。
图1出于说明而非限制的目的,是展示钛合金制备的示例性方法的流程图。在步骤100中准备所需原料的量。原料可包括,比如,包括海绵钛和任何本说明书所公开的合金元素的起始原料。或者,原料可包括回收的钛合金,如具有合适组成的钛合金的切屑或固体碎片。起始及回收的原料的量可用本技术领域已知的任何组合进行混合。
当步骤100中的原料准备好后,将它们在步骤110中熔融以制备锭料。熔融可由例如以下方法完成:真空电弧重熔、电子束熔融、等离子弧熔炼、自耗电极凝壳(scull)熔融,或它们的任何组合。在一个具体实施方式中,步骤110中的最终熔融由真空电弧重熔进行。接着,锭料在步骤120中进行锻造与滚塑。锻造与滚塑在低于β转变温度(β相变(transus))进行。然后,锭料在步骤130中用固溶热处理,在一个具体实施方式中,该处理过程在两相区温度进行。在该实施方式中,固溶热处理在低于β转变温度至少约65℉进行。最终锭料样品在步骤140中沉淀硬化。
在一些实施方式中,锻造与滚塑(120)、固溶热处理(130)、沉淀硬化(140)步骤以一种方式控制以制备具有精细α颗粒的微结构。用于制备钛合金的示例性方法的额外细节描述在下文的实施例中。
实施例
用真空电弧重熔(“VAR”)制备根据本说明书所公开的实施方式的锭料以及用于对比的常规钛合金Ti-10-2-3和Ti-555-3的锭料。每个锭料的直径约为8英寸,重约60磅。该合金的化学组成以重量百分数提供在下表1中:
表1:实施例合金的化学组成(重量%)
在低于β转变温度(β相变)进行锭料样品的最终锻造与滚塑。之后在两相区温度下进行该锭料样品的固溶热处理。最后对锭料样品进行沉淀硬化。测试结果归纳于下表2中:
表2:样品锭料的拉伸性能
如表2所示,根据示例性方法#1和#2制备的两种样品锭料显示了优于常规合金制备的锭料的性能,包括高于常规锭料的强度。图2为光学显微照片,其显示了根据本说明所公开的实施方式制备的示例性Ti合金的一般微结构。该光学显微照片显示了大多数初始α颗粒实质上是等轴的,其尺寸范围为直径约0.5-5微米(μm)。该初始α颗粒主要显示为白色颗粒,分散在沉淀硬化基质(即黑色背景)上。图2所显示的特定Ti合金在1500 ℉下进行1小时固溶热处理,再用空气冷却至室温。接着在1050 ℉下进行8小时沉淀硬化,然后在环境条件下冷却至室温。
图3是本发明的示例性Ti合金与现有技术的Ti合金的极限拉伸强度及伸长率的对比图。图3提供的数据表明根据示例性方法#1和#2制备的示例性钛合金相比常规钛合金具有极高的强度(如TYS和UTS值)和延性(如伸长率)。这是由于本说明书所公开的以重量百分比表示的元素的独特组合。图4与图3类似,但前者增加了额外的现有技术的Ti合金(如Ti-10-2-3和Ti-555-3合金)的数据。在图4中,从本发明的示例性Ti合金所得到的数据被标为Ti18。
根据本说明书所公开的示例性实施方式,通过三次真空电弧重熔(TVAR)而制备了直径为32英寸(12千磅)的样品锭料,并在其直径上测量组成均匀性。在沿锭料长度的五点处测量锭料的组成,包括上部、中上部、中部、中下部和下部,其结果归纳于下表3中:
表3:样品锭料的组成均匀性
表3所示结果表明沿着整个锭料长度均具有良好的组成均匀性,对于所有测量元素,平均组成的偏离均小于或约等于约2.8%。表3所提供的βISO/βEUT、Moeq、Aleq和Tb的值分别用公式1-4进行计算。βISO和βEUT的值分别使用公式1中分子和分母的表达式进行计算。
为清楚起见,在本发明实施方式的描述中,以下术语定义如下:
拉伸屈服强度:材料的应力与应变的比例性出现特定限制偏差(0.2%)时的工程拉伸应力。
极限拉伸强度:材料最大可保持的工程拉伸应力,用直到断裂的拉伸测试中的最大载荷和样品原始横截面面积计算。
弹性模量:在拉伸测试期间,比例极限以下的应力与相应应变之比。
伸长率:在拉伸测试期间,断裂后标距的增加(以初始标距的百分比表示)。
断面收缩率:在拉伸测试期间,断裂后拉伸样品的横截面面积的减小(以初始横截面面积的百分比表示)。
疲劳寿命:在可检测的裂纹引发之前,样品可保持的特定的应变或应力循环数。
ASTM E606:控制应变的疲劳检测标准方法。
α稳定剂:一种元素,当其溶于钛时,使得β转变温度升高。
β稳定剂:一种元素,当其溶于钛时,使得β转变温度下降。
β转变温度:钛合金完成从α+β到β结晶结构的同素异形转变的最低温度。
共析化合物:钛的金属互化物及由富钛β相降解形成的过渡金属。
同晶β稳定剂:一种β稳定性元素,其具有与β钛类似的相,不与钛形成金属互化物。
共析β稳定剂:一种β稳定性元素,可与钛形成金属互化物。
本领域技术人员通过研究说明书和实施本文所述的本发明将会明显看出本发明的其它实施方式。这些说明和实施例仅仅作为示例,本发明实际的精神和范围由所附权利要求书来限定。
本专业技术人员应理解,本发明不限于本说明书中的具体展示和描述。本发明的范围由下述权利要求定义。应进一步理解,以上描述仅为实施方式的阐述性举例的表达。为方便读者,以上描述关注可能实施方式的有代表性的样品,该样品教导了本发明的原理。其它实施方式可从不同比例的不同实施方式的组合中产生。
本描述无意于穷举所有可能的变体。其它实施方式可能未作为特定部分出现在本发明中,其可由所述部分的不同组合产生,或其它未经描述的实施方式也可作为一部分,但不视为放弃这些其它实施方式。应理解,许多这些未描述的实施方式在以下权利要求的文字范围内,其它等同。而且,所有在本说明中引用的对比文献、公开、美国专利和美国专利申请全部通过引用纳入本文。
所有百分比以重量百分比(重量%)出现于本说明书和权利要求中。
Claims (15)
1.一种钛合金,其由以下组分构成,以重量%计:铝5.3-5.7%,钒4.8-5.2%,铁0.7-0.9%,钼4.6-5.3%,铬2.0-2.5%,氧0.12-0.16%,以及任选的一种或多种选自N、C、Nb、Sn、Zr、Ni、Co、Cu和Si的添加元素,其中,每个添加元素的含量少于0.1%,添加元素的总含量少于0.5重量%,余量为钛。
2.如权利要求1所述的钛合金,其中,其β同晶对β共析稳定剂之比为1.4,所述β同晶对β共析稳定剂之比定义为:
3.如权利要求1或2所述的钛合金,其中,铝的重量%为5.5。
4.如权利要求1或2所述的钛合金,其中,钒的重量%为5.0。
5.如权利要求1或2所述的钛合金,其中,铁的重量%为0.8。
6.如权利要求1或2所述的钛合金,其中,钼的重量%为5.0。
7.如权利要求1或2所述的钛合金,其中,铬的重量%为2.3。
8.如权利要求1或2所述的钛合金,其中,氧的重量%为0.14。
9.一种航空系统部件,其为一种着陆齿轮或扣件,包括如上述权利要求中任一项所述的合金。
10.一种制造用于高强度、深淬透性和良好延性应用的钛合金的方法,其包括:
提供如权利要求1-8中任一项所述的合金;
在两相区温度下对该钛合金进行固溶热处理;以及
对该钛合金进行沉淀硬化。
11.如权利要求10所述的方法,其进一步包括真空电弧重熔该合金。
12.如权利要求10或11所述的方法,其进一步包括在低于β转变温度的温度下锻造与滚塑该钛合金。
13.一种制备为着陆齿轮或扣件的航空系统部件的方法,该方法包括权利要求10-12中任一项所述的方法。
14.权利要求1-8中任一项所述的合金用于制备为着陆齿轮或扣件的航空系统部件的应用。
15.一种钛合金,其由以下组分构成,以重量%计:铝5.3-5.7%,钒4.8-5.2%,铁0.7-0.9%,钼4.6-5.3%,铬2.0-2.5%,氧0.12-0.16%,余量为钛和附带杂质,该钛合金的极限拉伸强度至少为180ksi,伸长率至少为14.4%,
其中,该钛合金是通过以下步骤制造的:
a.通过真空电弧重熔进行最终熔融步骤;
b.在低于β转变温度的温度下最终锻造与滚塑该钛合金;
c.在两相区温度下对该钛合金进行固溶热处理;以及
d.对该钛合金进行沉淀硬化。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18261909P | 2009-05-29 | 2009-05-29 | |
US61/182,619 | 2009-05-29 | ||
GB0911684.9 | 2009-07-06 | ||
GB0911684A GB2470613B (en) | 2009-05-29 | 2009-07-06 | Alloy |
PCT/US2010/036679 WO2010138886A1 (en) | 2009-05-29 | 2010-05-28 | Near-beta titanium alloy for high strength applications and methods for manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102549181A CN102549181A (zh) | 2012-07-04 |
CN102549181B true CN102549181B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=41008784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080032366.7A Active CN102549181B (zh) | 2009-05-29 | 2010-05-28 | 用于高强度应用的近β钛合金及其制备方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8906295B2 (zh) |
EP (1) | EP2435591B1 (zh) |
JP (1) | JP5442857B2 (zh) |
CN (1) | CN102549181B (zh) |
BR (1) | BRPI1012299A2 (zh) |
CA (1) | CA2763355C (zh) |
ES (1) | ES2426313T3 (zh) |
GB (1) | GB2470613B (zh) |
RU (1) | RU2496901C2 (zh) |
WO (1) | WO2010138886A1 (zh) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2470613B (en) * | 2009-05-29 | 2011-05-25 | Titanium Metals Corp | Alloy |
RU2463365C2 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-10-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ПСЕВДО β-ТИТАНОВОГО СПЛАВА, СОДЕРЖАЩЕГО (4,0-6,0)% Аl, (4,5-6,0)% Мo, (4,5-6,0)% V, (2,0-3,6)% Cr, (0,2-0,5)% Fe, (0,1-2,0)% Zr |
EP2702182B1 (en) | 2011-04-29 | 2015-08-12 | Aktiebolaget SKF | A Method for the Manufacture of a Bearing |
RU2484176C2 (ru) * | 2011-08-24 | 2013-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ изготовления тонких листов из псевдо-бета-титановых сплавов |
US10119178B2 (en) | 2012-01-12 | 2018-11-06 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
US9957836B2 (en) | 2012-07-19 | 2018-05-01 | Rti International Metals, Inc. | Titanium alloy having good oxidation resistance and high strength at elevated temperatures |
CN102965543A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-03-13 | 西北有色金属研究院 | 一种性能可调范围宽的高强钛合金 |
CN104694863B (zh) * | 2013-12-10 | 2016-09-14 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种钛合金的热处理方法 |
CN103740980B (zh) * | 2014-01-16 | 2016-01-20 | 张霞 | 一种高韧性钛铝合金板材及其制备方法 |
FR3024160B1 (fr) * | 2014-07-23 | 2016-08-19 | Messier Bugatti Dowty | Procede d'elaboration d`une piece en alliage metallique |
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 |
JP2017218661A (ja) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン合金鍛造材 |
JP6851147B2 (ja) * | 2016-06-10 | 2021-03-31 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン合金鍛造材 |
CN106498231B (zh) * | 2016-11-15 | 2018-07-10 | 西北有色金属研究院 | 一种屈服强度高于1000MPa的海洋工程用钛合金 |
BR112019022330B1 (pt) * | 2017-04-25 | 2022-11-29 | Public Stock Company Vsmpo-Avisma Corporation | Material de chapa para conformação superplástica a baixa temperatura |
KR101863075B1 (ko) | 2017-09-18 | 2018-06-29 | 한국생산기술연구원 | 석출 경화 제어가 가능한 3d 프린팅을 이용한 고강도 금속소재의 입체 조형방법 |
CN107858558B (zh) * | 2017-11-23 | 2019-09-03 | 北京有色金属研究总院 | 一种超塑性钛合金板材及其制备方法 |
US10913991B2 (en) | 2018-04-04 | 2021-02-09 | Ati Properties Llc | High temperature titanium alloys |
US11001909B2 (en) * | 2018-05-07 | 2021-05-11 | Ati Properties Llc | High strength titanium alloys |
CN108504897B (zh) * | 2018-07-05 | 2019-02-19 | 西安航空学院 | 一种近β型钛合金及该钛合金棒材的锻造方法 |
CN109023047B (zh) * | 2018-08-03 | 2019-09-20 | 建湖金洋科技有限公司 | 一种用于制造高铁扣件用铁垫板的合金及其应用 |
US11268179B2 (en) | 2018-08-28 | 2022-03-08 | Ati Properties Llc | Creep resistant titanium alloys |
EP3844313B8 (en) | 2018-08-31 | 2023-04-05 | The Boeing Company | High-strength titanium alloy for additive manufacturing |
BR112021003069B1 (pt) * | 2018-08-31 | 2023-10-24 | The Boeing Company | Estoque de fixador de alta resistência de liga de titânio forjado e método de fabricação do mesmo |
CN109022912A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-18 | 句容峰岭科技有限公司 | 一种汽车配件用钛合金材料及汽车配件的制备方法 |
RU2690257C1 (ru) * | 2018-11-28 | 2019-05-31 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Сплав на основе титана |
KR102295894B1 (ko) * | 2020-10-21 | 2021-08-31 | 박요설 | 조립화 공정을 이용한 3d 프린팅용 금속분말 제조 방법 |
CN115725916B (zh) * | 2021-08-26 | 2023-12-19 | 宝武特冶钛金科技有限公司 | 一种高断裂韧性的tc18钛合金热处理方法 |
CN116790939B (zh) * | 2023-06-28 | 2024-01-23 | 重庆丰利钛新材料科技有限公司 | 一种两相钛合金及其制备工艺 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1031569A (zh) * | 1987-08-24 | 1989-03-08 | 北京有色金属研究总院 | 高强度高韧性钛合金 |
RU2122040C1 (ru) * | 1997-08-14 | 1998-11-20 | Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана |
Family Cites Families (16)
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 |
GB776440A (en) * | 1953-10-13 | 1957-06-05 | Rem Cru Titanium Inc | Improvements in or relating to stable beta-containing alloys of titanium |
GB796781A (en) * | 1954-02-11 | 1958-06-18 | Jessop William & Sons Ltd | Improvements in or relating to titanium alloys |
US2804409A (en) * | 1956-02-06 | 1957-08-27 | Titanium Metals Corp | Heat treating titanium-base alloy products |
US2968586A (en) * | 1958-09-15 | 1961-01-17 | Crucible Steel Co America | Wrought titanium base alpha-beta alloys of high creep strength and processing thereof |
US3151003A (en) * | 1961-02-13 | 1964-09-29 | Crucible Steel Co America | Mixed phase, alpha-beta titanium base alloys |
JP3491397B2 (ja) * | 1994-08-30 | 2004-01-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労亀裂伝播特性に優れたNearβ型高強度Ti合金材料 |
RU2169204C1 (ru) * | 2000-07-19 | 2001-06-20 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
RU2169782C1 (ru) * | 2000-07-19 | 2001-06-27 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
JP3490424B2 (ja) * | 2001-05-24 | 2004-01-26 | 住友チタニウム株式会社 | チタンインゴットの溶解方法 |
JP2008502808A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | ホーメット コーポレーション | 熱処理を行った近β型チタン合金鋳造品 |
US20070102073A1 (en) * | 2004-06-10 | 2007-05-10 | Howmet Corporation | Near-beta titanium alloy heat treated casting |
JP4939741B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2012-05-30 | 住友金属工業株式会社 | nearβ型チタン合金 |
JP4939740B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2012-05-30 | 住友金属工業株式会社 | β型チタン合金 |
RU2346999C2 (ru) * | 2007-02-01 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
GB2470613B (en) * | 2009-05-29 | 2011-05-25 | Titanium Metals Corp | Alloy |
-
2009
- 2009-07-06 GB GB0911684A patent/GB2470613B/en active Active
-
2010
- 2010-05-28 WO PCT/US2010/036679 patent/WO2010138886A1/en active Application Filing
- 2010-05-28 RU RU2011153275/02A patent/RU2496901C2/ru active
- 2010-05-28 JP JP2012513320A patent/JP5442857B2/ja active Active
- 2010-05-28 ES ES10720877T patent/ES2426313T3/es active Active
- 2010-05-28 EP EP10720877.9A patent/EP2435591B1/en active Active
- 2010-05-28 US US12/790,502 patent/US8906295B2/en active Active
- 2010-05-28 CA CA2763355A patent/CA2763355C/en active Active
- 2010-05-28 CN CN201080032366.7A patent/CN102549181B/zh active Active
- 2010-05-28 BR BRPI1012299A patent/BRPI1012299A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-03-29 US US13/433,458 patent/US8454768B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1031569A (zh) * | 1987-08-24 | 1989-03-08 | 北京有色金属研究总院 | 高强度高韧性钛合金 |
RU2122040C1 (ru) * | 1997-08-14 | 1998-11-20 | Открытое акционерное общество Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8454768B2 (en) | 2013-06-04 |
ES2426313T3 (es) | 2013-10-22 |
JP2012528932A (ja) | 2012-11-15 |
RU2011153275A (ru) | 2013-07-10 |
RU2496901C2 (ru) | 2013-10-27 |
JP5442857B2 (ja) | 2014-03-12 |
EP2435591A1 (en) | 2012-04-04 |
US20120181385A1 (en) | 2012-07-19 |
CA2763355A1 (en) | 2010-12-02 |
CN102549181A (zh) | 2012-07-04 |
US20100320317A1 (en) | 2010-12-23 |
WO2010138886A1 (en) | 2010-12-02 |
GB0911684D0 (en) | 2009-08-12 |
GB2470613B (en) | 2011-05-25 |
BRPI1012299A2 (pt) | 2016-03-15 |
EP2435591B1 (en) | 2013-07-24 |
CA2763355C (en) | 2015-10-27 |
GB2470613A (en) | 2010-12-01 |
US8906295B2 (en) | 2014-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102549181B (zh) | 用于高强度应用的近β钛合金及其制备方法 | |
KR101418775B1 (ko) | 저탄성 고강도 베타형 타이타늄 합금 | |
EP3133179B1 (en) | Austenitic stainless steel and method for producing same | |
CN107881362B (zh) | 具有高韧性的铜-镍-锡合金 | |
US5124121A (en) | Titanium base alloy for excellent formability | |
JP2017122279A (ja) | チタン−アルミニウム基合金から成る部材の製造方法及び部材 | |
US20120076686A1 (en) | High strength alpha/beta titanium alloy | |
Boehlert | Microstructure, creep, and tensile behavior of a Ti–12Al–38Nb (at.%) beta+ orthorhombic alloy | |
CN110144496A (zh) | 具有改良性能的钛合金 | |
EP3276016B1 (en) | Alpha-beta titanium alloy | |
US5256369A (en) | Titanium base alloy for excellent formability and method of making thereof and method of superplastic forming thereof | |
EP3702063A1 (en) | Fe-BASED METAL POWDER FOR MOLDING | |
CN107227418A (zh) | 具有良好防弹和机械特性的低成本α‑β钛合金 | |
Louzguine-Luzgin | High-strength Ti-based alloys containing Fe as one of the main alloying elements | |
JP3308090B2 (ja) | Fe基超耐熱合金 | |
BRPI0922060B1 (pt) | Liga à base de níquel endurecível por precipitação, pó desta liga, componente sólido compreendendo este pó e o uso da dita liga | |
JP6696202B2 (ja) | α+β型チタン合金部材およびその製造方法 | |
CN107746993A (zh) | 一种高强度高塑性α+β型钛合金及其制备方法 | |
US5362441A (en) | Ti-Al-V-Mo-O alloys with an iron group element | |
JP2002249836A (ja) | 高弾性変形能を有するチタン合金およびその製造方法 | |
US20030084970A1 (en) | Titanium alloy having high ductility, fatigue strength and rigidity and method of manufacturing same | |
Llić et al. | Properties of eutectic Ru–Al alloy produced by ingot metallurgy | |
Du et al. | Superplastic behavior in pseudo-eutectic NiAl–9Mo alloy | |
Li et al. | Recent work on alloy and process development of Ti2AlNb based alloys | |
WO2016152663A1 (ja) | α-β型チタン合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |