DE1257442B

DE1257442B - Verfahren zum Gluehen von Blechen aus alpha-Titanlegierungen zur Erzielung voelliger Planheit

Info

Publication number: DE1257442B
Application number: DEC34511A
Authority: DE
Inventors: Harry Welden Rosenberg; Eugene Francis Erbin
Original assignee: CONTIMET GES MIT Beschrankter
Current assignee: CONTIMET GES MIT Beschrankter
Priority date: 1963-12-05
Filing date: 1964-12-01
Publication date: 1967-12-28
Also published as: BE656577A; SE307459B; GB1087065A; US3333995A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C22f

Deutsche KI.: 4Od-1/18

Nummer: 1257442

Aktenzeichen: C 34511VI d/40 d

Anmeldetag: 1. Dezember 1964

Auslegetag: 28. Dezember 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Glühen von Blechen aus «-Titanlegierungen zur Erzielung völliger Planheit bei gleichzeitig verbesserter Zähigkeit, bestehend aus

5 bis 8,50% Aluminium, 0 bis 6,00 % Zinn, 0 bis 9,00 % Zirkonium, 0,05 bis 0,20% Sauerstoff,

Rest Titan,

mit der Maßgabe, daß der Prozentgehalt an Aluminium plus einem Drittel des Prozentgehalts an Zinn plus einem Sechstel des Prozentgehalts an Zirkonium plus dem Zehnfachen des Prozentgehalts an Sauerstoff 7 bis 9% ausmacht, sowie gegebenenfalls bis 3% an den die /?-Phase stabilisierenden Elementen Niob, Tantal, Molybdän, Vanadium, einzeln oder zu mehreren.

Titanlegierungen vom α-Typ, und zwar insbesondere solche, die Aluminium als Stabilisator für das «-Gefüge enthalten, sind leicht, von guter Festigkeit und duktil. Sie finden Anwendung in der Form von Blechen für die Luftfahrt und für Raketen. Sie werden gebraucht sowohl bei der Herstellung von Düsentriebwerken und Luftfahrzeuggestellen als auch für Teile von Raketen und Raumfahrttriebwerken.

Viele dieser Anwendungsgebiete erfordern Zähigkeit und Glätte der Legierungsbleche, d. h. also, die Bleche müssen plan sein. Plane Bleche aus Titanlegierungen werden häufig erzielt durch eine Herdwagenglühung mit nachfolgender Ofenabkühlung. Dies führt zu einer annehmbaren Planheit der Bleche, während die Zähigkeit, wie sie durch Kerbzugversuche an gekerbten Proben ermittelt wird, eine Verminderung erfährt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Zähigkeit solcher aus Titanlegierungen hergestellten, durch eine Herdwagenglühung mit nachfolgender Ofenabkühlung plangemachten Bleche zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die übereinandergestapelten Bleche in einer inerten Atmosphäre unter Druckbelastung durch Gewichtsaufgabe während 4 bis 12 Stunden, vorzugsweise 8 Stunden, bei 718 bis 801⁰C einem Planglühen mit nachfolgendem Ofenabkühlen, vorzugsweise innerhalb von 10 Stunden und mehr, unterworfen werden und anschließend die plan geglühten Bleche bei 732 bis 76O⁰C, vorzugsweise 746⁰C, während 5 bis 20 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten, geglüht und auf Raumtemperatur abgekühlt werden, wobei der Temperaturbereich von 650 Verfahren zum Glühen von Blechen aus a-Titanlegierungen zur Erzielung völliger Planheit

Anmelder:

Contimet Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Krefeld, Gladbacher Str. 564

Als Erfinder benannt:

Harry Weiden Rosenberg, Henderson, Nev.; Eugene Francis Erbin, Chatham, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Dezember 1963 (328 208)

bis 538 ⁰C in weniger als einer Stunde durchlaufen wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll das Abkühlen von der" Planglühung auf 315⁰C in nicht weniger als 10 Stunden vorgenommen werden. Weiterhin ist es möglich, das Abkühlen der bei 732 bis 760⁰C geglühten Bleche auf Raumtemperatur an Luft vorzunehmen. Die bei 732 bis 760⁰C geglühten Bleche sollen vorzugsweise auf Raumtemperatur abgeschreckt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen die aus einer Legierung, bestehend aus 8% Aluminium, 1% Molybdän, 1% Vanadium, 0,08% Sauerstoff, Rest Titan mit zufälligen Verunreinigungen, bestehenden Bleche in inerter Atmosphäre unter Belastung bei einer Ofentemperatur von etwa 790° C während 8 Stunden plan geglüht, anschließend im Ofen abgekühlt und dann 15 Minuten lang bei etwa 745⁰C geglüht werden, worauf ein Abkühlen an Luft bis auf Raumtemperatur erfolgt.

Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung wird angewendet in Verbindung mit einer sogenannten Herdwagenglühung, die bereits zur Herstellung von planen Blechen bekannt ist. Sie besteht darin, eine Anzahl von Legierungsblechen auf den flachen Träger des Wagens übereinanderzuschichten. Solche Bleche weisen eine Stärke auf zwischen 0,5 und 3 mm, und das Gewicht oder die Anzahl der Bleche, die auf dem Wagen aufgeschichtet werden, hängt naturgemäß von der Art der Einrichtung ab. Oben auf dem Stapel von

709 710/477

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Blechen wird eine Belastungsplatte aufgelegt, beispiels- verbessern und bis zu einem gewissen Grad die Wärmeweise eine schwere Stahlplatte, um auf diese Weise behandhmgsfähigkeit begünstigen, ohne die gesamte eine gleichmäßige Belastung auf dem Blechstapel zu «-Eigenschaft der Legierung wesentlich zu zerstreuen, erreichen. Die Last kann beispielsweise in der Größen- Zum Stabilisieren der ß-Phase kann eines dieser Ordnung von 14 kg/mm² liegen. Der Wagen mit den S Elemente allein oder in Verbindung mit anderen in aufgeschichteten Blechen und der Beschwerungsplatte einer Menge vorgesehen werden, die 3 % nicht wird in den Ofen hineingefahren, der mit einem inerten übersteigt.

Gas, beispielsweise Argon, gefüllt ist. Die Bleche Legierungen, aus welchen Bleche gemäß der Erfin-

werden in dem Ofen auf dem Wagen 4 bis 12 Stunden dung hergestellt werden können, werden nachfolgend

bei einer Temperatur von 718 bis 801⁰C erhitzt. Der io beispielsweise aufgeführt.
Ofen wird dann abgekühlt, und die Temperatur der

Bleche fällt langsam, wobei häufig 15 bis 20 Stunden Tabelle I

angesetzt werden um die Temperatur so weit zu _{50/ Amminium; 2},5% Zinn, 0,17 % Sauerstoff,

senken, daß die Bleche sicher der Atmosphäre ausge- ^_egt jj_tan.

setzt werden können. Dies kann eine Temperatur sein, 15 '

die unter 538⁰C, vorzugsweise unter 315⁰C liegt. 8% Aluminium, 0,08 °/₀ Sauerstoff, 1% Molybdän,

Das Erhitzen und langsame Abkühlen unter der l°/₀ Vanadium, Rest Titan;

planierenden Gewichtsbelastung führt zu Blechen von 7⁰Z₀AlUmImUnI₁ 0,08% Sauerstoff, 2°/₀ Niob,

annehmbarer Planheit, beispielsweise zu einer 3⁰/oigen p/₀ Tantal, Rest Titan;

Planheit, gemessen durch eine Probe, die nachfolgend 20 .. mirr-i · <,,„,

im einzelnen beschrieben wird. 3% Aluminium 5% Zinn, 5 % Zirkonium, 0,1%

Die Wärmebehandlung besteht darin, daß das Blech ^auerstotl, Kest iitan;

nach der Behandlung zur Erzielung der Planheit bei 6% Aluminium, 2% Zinn, 2% Zirkonium, 0,12%

einer Temperatur von 732 bis 76O⁰C während 5 bis Sauerstoff, Rest Titan;

20 Minuten erhitzt wird mit nachfolgendem Abkühlen 25 g_0/ _MumMum 3% Zinn, 9% Zirkonium, 0,07 °/₍

in der Weise, daß der Durchgang durch das Tempe- Sauerstoff Rest Titan'

raturgebiet von 650 bis 538⁰C in weniger als einer '

Stunde erfolgt. Die Bleche können an Luft abgekühlt 5% Aluminium, 5% Zinn, 5% Zirkonium, 0,12%

werden, und das ist ausreichend, um ein rasches Ab- Sauerstoff, 1% Vanadium, 1% Molybdän,

kühlen durch den kritischen Bereich hindurch sicher- 3° ^^est Titan,
zustellen. Es kann auch ein Abschrecken ist Wasser

oder Öl erfolgen, was ein sehr schnelles Abkühlen Der Hauptbestandteil Titan der Legierungen enthält auf normale Temperatür oder Raumtemperatur in zufällige Verunreinigungen. Derartige zufällige Verwenigen Sekunden oder im Höchstfall in wenigen unreinigungen werden sich im allgemeinen im Titan· Minuten gestattet. 35 schwamm finden, der benutzt wird, um die Le-

Die Titanlegierung, aus welcher die Bleche herge- gierungen zu erzeugen, und in den Legierungsstellt sind, ist ein «-Typ oder besteht im wesentlichen elementen selbst oder in den Vorlegierungen, die aus aus α-Typ. Eine solche Legierung enthält Aluminium einer Mehrzahl oder einer Kombination solcher von 5 bis 8,5%. Weniger als 5% führt nicht zu der Legierungselemente bestehen. Solche Verunreinigungen vorteilhaften Verfestigungswirkung, die durch den 40 können auch bis zu einem gewissen Grad vom Titan Aluminiumgehalt vermittelt wird und über 8,5% und seinen Legierungselementen während der Ererzeugt eine Versprödungsneigung. Zinn kann in zeugung aufgenommen werden. Der Gesamtgehalt Mengen bis zu 6% und Zirkonium bis zu 9% vor- solcher Verunreinigungen soll etwa 0,4% nicht überhanden sein. Der Sauerstoffgehalt kann zwischen 0,05 steigen, wobei die Einlagerung der Mischkristalle und 0,2% betragen. Es ist festgestellt worden, daß 45 bildenden Elemente Stickstoff und Kohlenstoff etwa die Verfestigungswirkung der Elemente Zinn, Zirko- 0,15 % nicht überschreiten soll,
nium und Sauerstoff auf die «-Phase ungefähr ein Die Wärmebehandlung gemäß der Erfindung beDrittel, ein Sechstel bzw. ein Zehntel der Wirkung ist, steht darin, die plangemachten Bleche der oben bedie von Aluminium hervorgerufen wird. Infolgedessen schriebenen a-Typ-Legierung bei einer Temperatur können Zinn, Zirkonium und Sauerstoff als Stabili- 50 zwischen 732 und 760⁰C zu erwärmen. Eine Ersierer der «-Phase Aluminium ersetzen, wobei 3% wärmung bei 746° C ist vorzuziehen, weil sie die besten Zinn 1 % Aluminium, 6 % Zirkonium 1 % Aluminium Ergebnisse zeitigt. Es wurde festgestellt, daß ein Er- und 0,1 % Sauerstoff 1 % Aluminium ersetzen können. wärmen auf Temperaturen über 760° C nicht erforder-Das Aluminiumäquivalent auf der Basis des Prozent- lieh ist, um eine optimale Zähigkeit zu erzielen, und gehalts Aluminium plus ein Drittel der Prozentgehalte 55 daß eine höhere Temperatur dazu neigt, das Eran Zinn plus ein Sechstel des Prozentgehalts an Zir- Zeugnis infolge einer Oberflächenoxydation zu verkonium plus das Zehnfache des Prozentgehalts an schlechtem. Ein Erwärmen der a-Typ-Legierung bei Sauerstoff sollte zwischen 7 und 9% in der Legierung einer Temperatur unter 732 ⁰C während einer beliebig vorliegen, um auf diese Weise den notwendigen Ge- langen Zeit führt zu einem bedenklichen Verlust an halt an Stabitisierern für die «-Phase vorzusehen, die 60 Zähigkeit. Diese Wirkung ist so ausgeprägt, daß beim zu der charakteristischen Erhöhung der Festigkeit Abkühlen aus dem Erwärmungsbereich dieser Er- und dem geringen spezifischen Gewicht führen. findung der Bereich der niedrigen Temperaturen,

Um die Festigkeit zu erhöhen, ohne die Zähigkeit insbesondere der Temperaturen zwischen 650 und

im umgekehrten Sinn zu beeinflussen, können bis zu 538 ⁰C so schnell wie möglich und in allen Fällen in

3 % von /^-isomorphen Elementen Niob, Tantal₅ Mo- 65 weniger als einer Stunde durchlaufen werden soll,

lybdän, Vanadium unter gewissen Bedingungen mit Die Erhitzungszeit für die Bleche ist gemäß der

Vorteil der Legierung einverleibt werden. Es wurde Erfindung wesentlich. Eine Erhitzungsdauer von

gefunden, daß bis 3 % solcher Elemente die Festigkeit wenigstens 5 Minuten bei einer Temperatur zwischen

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732 und 760⁰C, vorzugsweise bei 746⁰C, stellt sicher, einer Stunde erfolgt. Dies kann durchgeführt werden

daß eine angemessene Erwärmung stattgefunden hat, um durch Luftabkühlung, wobei das heiße Erzeugnis

die erwünschten metallurgischen Bedingungen herbei- aus der Wärmebehandlung herausgenommen und an

zuführen. Es führt im allgemeinen nicht zu Schaden, offener Luft abgekühlt wird. Der Wärmeverlust beim

wenn länger erhitzt wird, wenn der Ofen mit einer S Luftabkühlen führt im kritischen Bereich von 650 bis

inerten Atmosphäre versehen ist, um schädliche 538°C mit Sicherheit dazu, daß er mehr als 93°C

Oxydation und eine Verunreinigung der Oberfläche pro Stunde beträgt. Für plan gewalzte Erzeugnisse, wie

des Erzeugnisses zu verhindern. In derartigen Öfen Bleche, ist im allgemeinen das Luftabkühlen zweck-

und in solchen Öfen, in denen keine besondere mäßiger als das Abschrecken, weil die Abmessungen

Atmosphäre vorgesehen ist, soll die Erhitzungszeit io der Bleche es praktisch schwierig machen, eine gleich-

5 bis 20 Minuten und nicht langer betragen, um förmige Abschreckung vorzusehen. Infolge eines

Oberflächenschäden zu vermeiden. Zeitspannen an solchen ungleichförmigen Abschreckens können sich

der oberen Grenze, d. h. also von 15 bis 20 Minuten, die Bleche üblicher Abmessungen werfen, und es

sind nützlich, um ein genügendes Durchdringen der können Dellen oder auch andere Ungleichförmigkeiten

Wärme sicherzustellen, so daß der Einfluß der Tem- 15 entstehen,

peratur auf die Struktur absolut gleichförmig wird. Das Herdwagenglühen kann als ein unter plastischer

Eine bevorzugte Zeit liegt bei etwa 15 Minuten. Verformung (Kriechen) vor sich gehendes Glätten

Diese Spanne sichert ein hinreichend langes Aufrecht- angesehen werden, wobei die Bleche erwärmt und

erhalten der Temperatur ohne die Gefahr, daß die unter Last während einer für eine plastische Yer-

Oberfläche durch atmosphärische Angriffe ver- ²° formung ausreichenden Zeit gehalten werden, so daß

schlechtert wird. Ungleichförmigkeiten im Ausgangsblech ausgeglichen

Die Schwierigkeit der Abkühlung des Glühgutes werden.

ist ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung. Den Wie eingangs erörtert, soll dieser Schritt des Plan-Bereich zwischen 650 und 538 ⁰C soll das Gut in machens gemäß der Erfindung bei Temperaturen, weniger als einer Stunde durchlaufen. Es ist fest- ²S zwischen 718° und 801C durchgeführt werden, gestellt worden, daß ein Halten in diesem kritischen und zwar während 4 bis 12 Stunden, vorzugsweise Temperaturbereich während mehr als einer Stunde die während 8 Stunden. In diesem Bereich werden Bleche, Zähigkeitseigenschaften herabsetzt. Um die sehr die eine höhere Kriechfestigkeit aufweisen, eine erwünschten Zähigkeitseigenschaften zu erzielen, wird höhere Temperatur benötigen, um sie in der gleichen daher das Gut verhältnismäßig schnell von der Wärme- 3° Zeit unter gleicher Belastung plan zu machen. In der behandlungstemperatur auf gewöhnliche oder Raum- nachfolgenden Tabelle sind die Temperaturen für jede temperatur abgekühlt, und zwar unter Anwendung der als Beispiele in der Tabelle I genannten Leirgendwelcher Maßnahmen, die sicherstellen, daß das gierungen aufgeführt, die bei einer Sstündigen Herd-Abkühlen zwischen 650 und 538⁰C in weniger als wagenglühung erforderlich sind.

Tabelle II

Ti-5«/»Al-2₅5⁰/oSn-0,17°Zo0₂ 788 ± 14⁰C

Ti-8'/OAI-O₅OSVoO₂-I⁰ZoMo-I⁰ZoV 788 ± 8⁰C

Ti-7^ö/oAl-0,08⁰Zo0₂-2^D/oNb-lo/oTa 732 ± 14° C

Ti-3<V0Al-5%Sn-5o/oZr-O₅I⁰ZoO₂ 732±14°C

Ti-6°/oAl-2⁰/oSn-2°ZoZr-0₅12»/o0₂ 788+ 8⁰C

Ti-6°/oAl-3«/oSn-9°ZoZr-0,07»/o0₂ 732 + 14⁰C

Ti-5⁰ZoAl-5«/oSn-5»ZoZr-0,12«/o0₂-l»/oMo-l«/oV .... 788 + 14°C

Die Haltezeit soll lang genug sein, um den er- Oberflächenverschlechterungen eintreten. Ein solches forderlichen Kriecheffekt hervorzurufen, und im 5° Verfahren führt zu Blechen mit einer durchschnittallgemeinen sind dies etwa 8 Stunden oder langer. liehen Planheit von weniger als 3 °/₀, wobei diese, wie Längere Haltezeiten als 8 Stunden bringen im all- nachfolgend aufgeführt, bestimmt wird,
gemeinen keine Vorteile, obwohl keine Schaden zu Ein langes Lineal wird in verschiedenen Längs- und befürchten sind. Derartig ausgedehnte Zeiten erhöhen Querrichtungen über das Blech gelegt. Die Tiefen der aber naturgemäß die Glühkosten. 55 Täler oder Dellen von ihrem tiefsten Punkt bis zum

Das Abkühlen der durch Kriechverformung plan Lineal werden gemessen und desgleichen der Abstand gemachten Bleche muß langsam durchgeführt werden, zwischen den höchsten Punkten auf beiden Seiten wobei die besonders zweckmäßige Geschwindigkeit eines solchen Tales bzw. einer solchen Delle. Der häufig auf den durch die Einrichtung gegebenen Durchschnittswert der Taltiefen dividiert durch den Möglichkeiten beruht. Die plan gemachten Bleche 60 Abstand der höchsten Punkte mal 100 ergibt die Plansollen im Ofen von Glühtemperatur auf 538 ⁰C oder heit in Prozenten. Zum Beispiel möge eine Delle vom vorzugsweise 316⁰C in nicht weniger als 10 Stunden tiefsten Punkt bis zum Lineal 5 mm betragen und die abgekühlt werden, wobei 15 Stunden vorzuziehen höchsten Punkte auf beiden Seiten der Delle, die das sind. Die Bleche sollen aus der inerten Atmosphäre Lineal berühren, einen Abstand von 25 cm aufweisen, des Ofens nicht eher entnommen werden, als bis sie 65 so ergäbe sich eine Planheit von 2%.
so weit abgekühlt sind, daß sie ohne Gefahr der Luft Die Tabelle III gibt als praktische Beispiele der ausgesetzt werden können. Dies kann bei 316⁰C Erfindung die Werte von Kerbzugversuchen wieder, erfolgen und sogar noch bei 538 ⁰C₅ wobei geringe die durchgeführt worden sind an einer Legierung mit

8% Aluminium, 0,08 °/₀ Sauerstoff, l°/₀ Molybdän, 1 °/₀ Vanadium, Rest Titan und zufällige Verunreinigungen. Die Planheit des Bleches aus dieser Legierung wurde durch Anwendung der Herdwagenglühung erzielt. Eine Anzahl von Blechen wurde aufeinandergelegt und eine schwere Belastungsplatte aufgebracht, die ein Gewicht von etwa 0,14 kg/cm² aufwies. Dieser Stapel wurde auf dem Boden eines Wagens in den Ofen hineingefahren. Im Ofen war eine Argonatmosphäre vorgesehen. Der Ofen wurde aufgeheizt, bis der Blechstapel eine Temperatur von 788°C aufwies, und diese Temperatur wurde innerhalb einer Schwankungsbreite von i 8°C während 8 Stunden aufrechterhalten. Der Ofen wurde dann langsam abgekühlt, und nach weiteren 10 Stunden hatten sich das Innere des Ofens und das Glühgut auf 316⁰C abgekühlt. Die Bleche wurden dann aus dem Ofen entfernt, auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt und auf Planheit untersucht sowie dem Kerbzugzeitstandversuch unterworfen.

Nach dem Planmachen wurden die Bleche bei 746° C 15 Minuten erhitzt und an Luft abgekühlt.

Tabelle ΠΙ

Legierung	Wärmebehandlung	Planheit %	Kerbzug festigkeit kg/mm²
Ti - 8 °/₀ Al -1 °/o Mo-I % V, Charge D-1237 desgl.	788°C 8 Stunden Herdwagen glühung, Ofenabkühlung wie oben zusätzlich Erwärmen auf 746°C, 15 Minuten Luft abkühlung	weniger als 3 weniger als 3	59,8 88,9

In Tabelle IV sind Werte für plan gemachte Bleche 25 Es zeigt sich, daß — wenn gemäß der Erfindung

angegeben, die bei 745° C in Wasser abgeschreckt gearbeitet wurde — Zugfestigkeiten von 91,0 kg/mm²

und dann während verschieden langer Zeiten im erzielt wurden, verglichen mit 73,5 bis 77,0 kg/mm²,

Temperaturgebiet von 482 bis 650° C gehalten wurden. wenn das Erzeugnis bei 482 bis 650° C gehalten wurde.

Tabelle IV

	Wärmebehandlung	Kerb
Legierung		zugfestigkeit
	745⁰C 15 Minuten Wasserabschrecken	kg/mm⁸
Ti - 8 % Al -1 % Mo-I % V, Charge D-1237	745⁰C 15 Minuten Wasserabschrecken	91,0
desgl.	+ 65O⁰C 24 Stunden Luftabkühlung	73,5
	745° C 15 Minuten Wasserabschrecken
desgl.	+ 593⁰C Va Stunde Luftabkühlung	74,9
	745° C 15 Minuten Wasserabschrecken
desgl.	+ 538⁰Cl Stunde Luftabkühlung	76,3
	745⁰C 15 Minuten Wasserabschrecken
desgl.	+ 482⁰C 48 Stunden Luftabkühlung	77,0

In Tabelle III sind spezifische Werte angegeben worden für eine Titanlegierung mit 8 % Aluminium, l°/o Molybdän, 1% Vanadium. Sinngemäß gleiche Wirkungen können mit artgleicher Wärmebehandlung bei anderen Titanlegierungen vom α-Typ erzielt werden, die innerhalb der Gehaltsgrenzen liegen, die oben angegeben sind. Die tatsächlich durch den Kerbzugversuch ermittelten Festigkeitswerte werden etwas variieren, wenn die Legierungselemente sich ändern, und die Planheit, die mit einer gleichförmigen Erwärmung durch Herdwagenglühung erzielt werden kann, wird etwas geringer sein bei Legierungen, die eine höhere Kriechfestigkeit aufweisen. Durchschnittswerte, Planheit und Kerbzugfestigkeit für andere Legierungen in Tabelle I sind in Tabelle V aufgeführt.

Tabelle V

Legierung

Planheit in	3	Kerb
	3	zugfestigkeit
°/o		kg/mm*
3		77,0
weniger als	3	80,5
weniger als	84,0
3	96,6
3	77,0
weniger als	94,5

Ti-5%Al-2,5°/oSn-0,17°/₀0₂

Ti-7⁰Z₀Al-O₁OS⁰Z₀O₂-2%Nb-l°/₀Ta

Ti - 3 °/₀ Al - 5 % Sn - 5 °/₀ Zr - 0,1 »/₀ O₂

Ti-6°/oAl-2%Sn-2»/₀Zr-0,12%O_a

Ti-6%Al-3°/₀Sn-9°/₀Zr-0,07°/₀O₂

Ti-5°/₀Al-5⁰/₀Sn-5⁰/₀Zr-0,12%0₂-l⁰/₀Mo-l⁰/oV

Claims

Die «-Typ-Legierungen, die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung behandelt werden sollen, können nach irgendeinem Verfahren erzeugt werden, wobei Titan und Legierungselemente niedergeschmolzen werden, um eine im wesentlichen homogene Legierung zu bilden. Vorzugsweise wird Titanschwamm der geforderten Reinheit, insbesondere was den Sauerstoffgehalt anlangt, mit zerkleinerten Legierungselementen in der erforderlichen Menge gemischt, und die Mischung wird zu Körpern gepreßt. Es ist aber auch — wenn erwünscht oder zweckmäßiger empfunden — möglich, den erforderlichen Sauerstoffgehalt der Legierung zu erhalten, indem ein Sauerstoff enthaltender Bestandteil, wie beispielsweise Titandioxyd, in die feste Mischung eingeführt wird. Nachdem die Mischung zu Formkörpern gepreßt worden ist, werden die Bestandteile zusammengeschweißt, um eine Elektrode zu bilden, die in einem Lichtbogenofen als selbstverzehrende Elektrode niedergeschmolzen wird, um einen Block der Legierung zu ao bilden. Der so erzeugte Legierungsblock kann seinerseits in einem Umschmelzprozeß als Elektrode verwendet werden, um endgültig zu einem homogenen Legierungsblock zu gelangen. Der Block aus der Legierung kann in üblicher Weise zu Blech verwalzt werden, er kann z. B. zu einem Knüppel verschmiedet und dann zu Platinen ausgewalzt werden. Anschließend erfolgt dann ein Auswalzen auf Bleche gewünschter Breite, Stärke und Länge. Die gemäß der Erfindung behandelten Bleche weisen neben anderen wünschenswerten mechanischen Eigenschaften eine Kombination von Planheit und guter Zähigkeit auf, wie sie durch den Kerbzugversuch ermittelt werden. Diese Eigenschaften machen die planen, wärmebehandelten Bleche wertvoll sowohl für Luftfahrttechnik und Raumfahrttechnik als auch für die Verwendung in der Erzeugung von Düsenmaschinen, Luftfahrzeuggestellen und anderen Anwendungen, wo es auf geringes Gewicht, Festigkeit, Planheit und Zähigkeit besonders ankommt. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Glühen von Blechen aus a-Titanlegierungen zur Erzielung völliger Planheit bei gleichzeitig verbesserter Zähigkeit, bestehend aus

5 bis 8,50 °/o Aluminium,
bis 6,00 °/₀ Zinn,
bis 9,00 °/₀ Zirkonium,
0,05 bis 0,20 % Sauerstoff, mit der Maßgabe, daß der Prozentgehalt an Aluminium plus einem Drittel des Prozentgehalts an Zinn plus einem Sechstel des Prozentgehalts an Zirkonium plus dem Zehnfachen des Prozentgehalts an Sauerstoff 7 bis 9% ausmacht, sowie gegebenenfalls bis 3 % an den die jS-Phase stabilisierenden Elementen Niob, Tantal, Molybdän, Vanadium, einzeln oder zu mehreren, Rest Titan mit zufälligen Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinandergestapelten Bleche in einer inerten Atmosphäre unter Druckbelastung durch Gewichtsaufgabe während 4 bis 12 Stunden, vorzugsweise 8 Stunden, bei 718 bis 801⁰C einem Planglühen mit nachfolgendem Ofenabkühlen, vorzugsweise innerhalb von 10 Stunden und mehr, unterworfen werden und anschließend die plan geglühten Bleche bei 732 bis 760⁰C, vorzugsweise 746⁰C, während 5 bis 20 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten, geglüht und auf Raumtemperatur abgekühlt werden, wobei der Temperaturbereich von 650 bis 538 ⁰C in weniger als einer Stunde durchlaufen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen von der Planglühung auf 315⁰C in nicht weniger als 10 Stunden vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen der bei 732 bis 760° C geglühten Bleche auf Raumtemperatur an Luft vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei 732 bis 76O⁰C geglühten Bleche auf Raumtemperatur abgeschreckt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Legierung, bestehend aus

8 % Aluminium,
1% Molybdän,
1 °/₀ Vanadium,
0,08% Sauerstoff,
Rest Titan

mit zufälligen Verunreinigungen, bestehenden Bleche in inerter Atmosphäre unter Belastung bei einer Ofentemperatur von etwa 79O⁰C während 8 Stunden plan geglüht, anschließend im Ofen abgekühlt und dann 15 Minuten lang bei etwa 745° C geglüht werden, worauf ein Abkühlen an Luft bis auf Raumtemperatur erfolgt.