DE1245136B

DE1245136B - Verwendung von Titanlegierungen zur Herstellung von schmiedbaren, hochwarmfesten und oxydationsbestaendigen Werkstuecken

Info

Publication number: DE1245136B
Application number: DEB75453A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Winter
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland
Priority date: 1964-02-15
Filing date: 1964-02-15
Publication date: 1967-07-20
Also published as: US3411901A; GB1041701A; NL6405232A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C 22 c

Deutsche Kl.: 40 b-15/00

Nummer: 1 245 136

Aktenzeichen: B 75453 VI a/40 b

Anmeldetag: 15. Februar 1964

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Titanlegierungen mit Anteilen an Niob und Aluminium als Werkstoff zur Herstellung von schmiedbaren, hochwarmfesten und oxydationsbeständigen Werkstücken.

An besonders warmfesten Titanlegierungen sind bisher die sogenannten »Super ««-Legierungen bekannt, die aus 7% Aluminium, 12% Zirkonium, Rest Titan bzw. 8% Aluminium, 2% Niob, 1% Tantal, Rest Titan bestehen.

Diese Legierungen weisen bei guter Oxydationsbeständigkeit gute Warmfestigkeitswerte nur bis etwa 600° C auf.

Aus »The Iron Age«, 1962, S. 109, sind auch Legierungen auf der Basis Titan—Aluminium—Niob mit nicht näher angegebenem Aluminium- und Niobanteil bekanntgeworden, die noch geringe Zusätze an Hafnium, Zinn oder Zirkonium enthalten, von denen einige kurzzeitig bis 1000° C eingesetzt werden können und bei etwa 1200° C an Luft schmiedbar sind. Länger andauernder Belastung halten sie auf Grund ihrer vergleichsweise geringen Kriechfestigkeit jedoch nicht stand.

Weitere warmfeste bzw. nach dem Schweißen duktile Titanlegierungen mit verschiedenen Anteilen an Aluminium und Niob sind beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1142 445 der britischen Patentschrift 776 440 und der USA.-Patentschrift 2 880 087 bekannt. Doch weisen auch diese Legierungen keine Hochwarmfestigkeit auf, da sie, ebenso wie die vorgenannten Legierungen, in jedem Fall /?-Phasenanteile aufweisen, wenn es sich nicht sogar um ausgesprochene ^-Legierungen handelt.

Es wurde nun gefunden, daß sich sowohl schmiedbare und oxydationsbeständige als auch hochwarmfeste Werkstücke aus ternären Titan-Aluminium-Niob-Legierungen herstellen lassen, wenn der Aluminiumgehalt der Legierung 5 bis 30 % beträgt und das Verhältnis von Niob zu Aluminium den Wert etwa 8 :7 aufweist, wobei durch die Verwendung des Ausdruckes »etwa« ein Toleranzbereich mit umfaßt wird, dessen Ausmaß durch das nachfolgende Beispiel nach oben und unten bestimmt ist. Die optimalen Eigenschaften sind in erster Linie durch die Vermeidung der ß- und auch der y-Phase bedingt.

Besonders gute Legierungen ergeben sich bei einem Aluminiumgehalt von 12 bis 17°/o.

Weiterhin wurde gefunden, daß sich durch Siliziumzusätze von bis 2% zu den erfindungsgemäß zu verwendenden Titan-Aluminium-Niob-Legierungen, besonders von 0,25 bis 1,25%, sowohl deren Verformbarkeit als auch weiterhin deren Warmfestigkeit und Oxydationsbeständigkeit steigern lassen.

Verwendung von Titanlegierungen zur
Herstellung von schmiedbaren, hochwarmfesten
und oxydationsbeständigen Werkstücken

Anmelder:

Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch den Bundesminister der Verteidigung,
Bonn, Ermekeilstr. 27

Als Erfinder benannt:

Dr. Heinrich Winter, Eschborn

Zum Beispiel hat eine erfindungsgemäß zu verwendende, ternäre Titanlegierung mit 13% Aluminium und 15% Niob gute Kaltfestigkeitseigenschaften und ist bei 1000 bis 1100° C gut und an Luft nahezu zunderfrei zu schmieden. Die Werte für die Zugfestigkeit bei 800° C liegen um 40kp/mm², die Dehnungen um 15%. Durch die Siliziumzusätze lassen sich sowohl die Verformbarkeit als auch die Warmfestigkeit und Oxydationsbeständigkeit noch steigern (z. B. bei 1 % Siliziumzusatz: Warmfestigkeit bei 800⁰C um 47kp/mm²).

Nützlich haben sich Zusätze an bis 3% Hafnium, bis 3% Zirkonium und/oder bis 5% Zinn zur Verbesserung der Verformbarkeit und der Warmfestigkeit erwiesen.

Bei erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen mit niedrigen Aluminium- und Niobgehalten konnte eine Verbesserung der Kalt- und Warmfestigkeitseigenschaften beobachtet werden, wenn Zinn in einer Menge von 3 bis 5 % zugesetzt wurde.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Titanlegierungen, bestehend aus Niob und 5 bis 30 % Aluminium, wobei das Verhältnis Niob zu Aluminium den Wert etwa 8 :7 aufweist, Rest Titan, als Werkstoff zur Herstellung von schmiedbaren, hochwarmfesten und oxydationsbeständigen Werkstücken.

2. Verwendung von Legierungen der im Anspruch 1 genannten Zusammensetzung mit einem Aluminiumgehalt von 12 bis 17% für den im Anspruch 1 genannten Zweck.

3. Verwendung von Legierungen der im Anspruch 1 oder 2 genannten Zusammensetzung mit

709 617/430

3

einem zusätzlichen Anteil an bis 2°/o Silizium für In Betracht gezogene Druckschriften:

den im Anspruch 1 genannten Zweck. Deutsche Auslegeschrift Nr. 1142 445;

4. Verwendung von Legierungen der in einem französische Patentschriften Nr. 1 085 628,

der Ansprüche 1 bis 3 genannten Zusammen- 1 094 616;

Setzung mit einem zusätzlichen Anteil an bis 3°/o 5 britische Patentschrift Nr. 776440;

Hafnium, bis 3% Zirkonium und/oder bis USA.-Patentschrift Nr. 2 880 087;

5% Zinn für den im Anspruch 1 genannten M. Hansen, »Constitution of Binary Alloys«,

Zweck. 1958, S. 118.