DE3808163C2 - Verfahren zur Herstellung aushärtbarer beta-Titan-Legierungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung aushärtbarer beta-Titan-Legierungen

Info

Publication number
DE3808163C2
DE3808163C2 DE19883808163 DE3808163A DE3808163C2 DE 3808163 C2 DE3808163 C2 DE 3808163C2 DE 19883808163 DE19883808163 DE 19883808163 DE 3808163 A DE3808163 A DE 3808163A DE 3808163 C2 DE3808163 C2 DE 3808163C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
titanium
silicon
alloy
alloys
beta
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19883808163
Other languages
English (en)
Other versions
DE3808163A1 (de
Inventor
Douglas Michael Berczik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DE3808163A1 publication Critical patent/DE3808163A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3808163C2 publication Critical patent/DE3808163C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C14/00Alloys based on titanium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aushärtbarer beta-Titan-Legierungen, die beträchtliche Mengen Vanadium und Chrom und auch eine ge­ ringe Menge Silicium enthalten.
Reines Titan wandelt sich bei Temperaturen von mehr als etwa 882,8 von der alpha-Kristallstruktur in die beta- Kristallstruktur um. Handelsübliche Titanlegierungen enthal­ ten Legierungselemente, die die Stabilität der beta-Phase ver­ größern oder vermindern, so daß die Umwandlungstemperatur er­ höht oder herabgesetzt wird und die beta-Phase bei niedrige­ ren oder höheren Temperaturen stabil ist. Bestimmte handels­ übliche Titanlegierungen werden als beta-Legierungen bezeich­ net, weil sie große Mengen von beta-Phasen-Stabilisatoren ent­ halten und bei Raumtemperatur größtenteils aus der beta-Phase bestehen. Diese Legierungsart ist jedoch keine 100%ige beta- Phase, sondern enthält eine gewisse Menge der alpha-Phase, die unter den Anwendungsbedingungen als verfestigende Phase wirkt. Diese Legierungen sind bei erhöhten Temperaturen nicht allgemein geeignet, weil diese alpha-Phase mit zunehmender Temperatur verschwindet, was zu einer Verschlechterung der Ei­ genschaften führt. Das Thema der bekannten beta-Titan-Legie­ rungen wird in "The Beta Titanium Alloys" von F. H. Froes u. a., Journal of Metals (1985), S. 28-37, abgehandelt. Es gibt keine bekannten handelsüblichen Titanlegierungen, die bei al­ len Temperaturen echte, 100%ige beta-Phasen-Legierungen sind.
Titanlegierungen besitzen für viele Luft- und Raumfahrt-An­ wendungen erwünschte Eigenschaften und werden in ausgedehntem Maße in Gasturbinentriebwerken verwendet, insbesondere für Verdichterschaufeln und -flügel und verwandte Geräte. Ein Nachteil der Anwendung von Titan ist sein hohes Reaktionsver­ mögen, was bedeutet, daß es unter Bedingungen, die in Verdich­ tern von Gasturbinentriebwerken angetroffen werden, einer an­ haltenden Verbrennung ausgesetzt sein kann. Im einzelnen wird in solchen Verdichtern Luft zu hohen Temperaturen und Drücken verdichtet und strömt mit einer hohen Geschwindigkeit. Han­ delsübliche Titanlegierungen verbrennen unter diesen Bedin­ gungen in unkontrollierbarer Weise, wenn sie sich entzünden. Die Entzündung tritt im allgemeinen durch Reibung oder Scheu­ ern zwischen Teilen, die sich relativ zueinander bewegen, ein. Eine Reibung der vorstehend erwähnten Art rührt von Bauteil­ brüchen bzw. -verformungen oder vom Ansaugen von Fremdkörpern (insbesondere von aufprallenden Vögeln) her. Bei der Anwen­ dung für Gasturbinen kann die Relativgeschwindigkeit zwischen sich bewegenden Teilen 304,8 bis 914,4 m/s betragen, und es sind große Mengen von kinetischer Energie vorhanden. Solch eine Verbrennung stellt für Konstrukteure von Gasturbinen eine große Sorge dar, jedoch ist sie bis jetzt eine physikalische Eigenschaft gewesen, die allen han­ delsüblichen Titanlegierungen innewohnt.
Die Anmelderin ist in der Konstruktion von Gasturbinentrieb­ werken erfahren und hat eine Prüfung der Brennbarkeit von Ti­ tanlegierungen entwickelt, bei der Luft mit einer Geschwin­ digkeit von 137,2 m/s unter einem Druck von 68,9 N/cm2 und mit einer Temperatur von 850°C über eine dünne Blechprobe, die unter Anwendung eines Laserstrahls ent­ zündet wird, strömen gelassen wird. Die Legierung wird als brennbar beurteilt, wenn eine anhaltende Verbrennung eintritt. Diese Prüfung wird nachstehend angewendet, um zu ermitteln, ob eine Legierung brennbar ist oder nicht.
Aus der GB-PS 1 175 683 ist eine Titanlegierung bekannt, die 25 bis 40% Vanadium, 5 bis 15% Chrom, bis zu 10% Aluminium und als Rest Titan enthalten kann. Aus der US-PS 3 644 153 sind verschleißfeste Werkstoffe bekannt, die durch Nitrieren von Substraten aus Titanlegierung hergestellt werden; gewisse Substrate können beträchtliche Mengen Vanadium und Chrom ent­ halten. Aus der US-PS 3 673 038 ist ein Hartlötmaterial zum Verbinden von Graphit und feuerfesten Metallen bekannt, das aus 10 bis 45% Vanadium, 5 bis 20% Chrom und Titan als Rest bestehen kann.
Die US-A-3,156,590 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das be­ kannte Verfahren gemäß der zuletzt genannten US-Patentschrift so weiterzubilden, daß eine β-Titan-Legierung mit gegenüber herkömmlichen β-Titan-Legierungen geringerer Reaktionsfähigkeit und höherer Beständigkeit bereitgestellt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens finden sich in den untergeordneten Pa­ tentansprüchen 2 bis 5.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung aushärtbarer beta-Titan-Le­ gierungen auf Basis einer ternären Zusammensetzung, die größere Mengen Vanadium, Chrom und Titan, wie sie in Patentanspruch 1 definiert sind und ferner, 0,3 bis 3% Sili­ cium, 0 bis 2% Kohlenstoff und Titan als Rest enthält. Für verschiedene Zwecke können kleinere Mengen anderer Legierungselemente zugesetzt werden. Eine typische Le­ gierungszusammensetzung besteht aus 35% Vanadium, 15% Chrom, 1% Silicium und Titan als Rest. Die erfindungsgemäß hergestellten Legie­ rungen können lösungsgeglüht und ausgehärtet werden, um beson­ ders feste bzw. widerstandsfähige Gegenstände herzustellen, die eine feine Dispersion einer siliciumhaltigen verfestigen­ den Phase enthalten. Ferner sind die meisten erfindungsgemäß hergestellten Legierungen unter Bedingungen, die typisch für diejenigen sind, die bei Anwendungen für Verdichter von Gasturbinentrieb­ werken angetroffen werden, nicht brennbar.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die bei­ gefügten Zeichnungen näher erläutert. Alle Prozentzahlen sind Masse%-Werte, falls nichts anderes angegeben ist.
Fig. 1 zeigt die Zusammensetzung des Grundmetalls der Legie­ rung.
Fig. 2 zeigt die Streckgrenze als Funktion der Temperatur für zwei Legierungen.
Fig. 3 zeigt die Zugfestigkeit als Funktion der Temperatur für zwei Legierungen.
Fig. 4 zeigt die Dehnung als Funktion der Temperatur für zwei Legierungen.
Fig. 5 ist eine Elektronenmikrophotographie, die die verfe­ stigende Phase zeigt.
Die Erfindung betrifft aus einer Materialmischung hergestellte, wärmebehandelte Gegenstände. Die Materialmischung, die erfindungsgemäß herzustellenden Legierungen, hat ei­ ne Zusammensetzung, die in Fig. 1, einem Teil des ternären Vanadium-Chrom-Titan-Diagramms, erläutert ist. Die erfindungs­ gemäß herzustellenden Legierungen liegen innerhalb des Vielecks, das durch die Punkte A, B, C, D, E festgelegt ist. Tabelle I definiert diese Punkte. Eine typische Zusammensetzung, die innerhalb dieser Punkte liegt, besteht aus 35% Vanadium, 15% Chrom und 50% Titan. Eine bevorzugte Grundzusammensetzung ist durch die Punkte F-G-H-I-J definiert. Legierungen, die in die­ sem Bereich liegen, haben eine besonders vorteilhafte Kombina­ tion von Eigenschaften. Die Legierungen enthalten vorzugswei­ se mehr als 13% Cr, um sicherzustellen, daß sie nicht brenn­ bar sind, und die Legierungen enthalten in einem besonders be­ vorzugten Fall mehr als etwa 15,1% Cr.
Dieser Grundzusammensetzung muß eine geringe, jedoch kriti­ sche Menge Silicium zugesetzt werden, damit der Legierung durch Aushärtung verbesserte Eigenschaften verliehen werden. Einer Legierung, die innerhalb des in Fig. 1 gezeigten Be­ reichs gewählt wird, werden 0,3 bis 3 Masse% und vorzugsweise 0,5 bis 2 Masse% Silicium zugesetzt, wobei der Siliciumzusatz im teilweisen Austausch gegen Titan erfolgt. Eine beispielhaf­ te erfindungsgemäße Legierung würde folglich aus 35% Vana­ dium, 15% Chrom, 1% Silicium und 49% Titan bestehen.
Den erfindungsgemäßen hergestellten Legierungen können selbstverständlich geringe Mengen anderer Elemente zugesetzt sein, ohne daß ih­ re erfindungsgemäße Beschaffenheit beeinträchtigt ist. Im ein­ zelnen ist festgestellt worden, daß geringe Kohlenstoffmengen die Stabilität der Legierung verbessern und eine feine Korn­ größe aufrechterhalten. Insbesondere erhöht Kohlenstoff die Duktilität dieser Legierungen nach dem Dauerstandversuch bzw. nach dem Kriechen und verbessert bzw. mildert jede Versprö­ dung, die sonst eintreten könnte. Zu diesem Zweck können 0,05 bis 2,0% Kohlenstoff zugesetzt werden. Dem Material können auch andere Legierungselemente in den in Tabelle II angegebe­ nen Mengen zugesetzt werden. Für die Zwecke der Erfindung wird es jedoch bevorzugt, daß die zugesetzten Legierungsele­ mente keine Fremdphasen (mit Ausnahme von Carbiden und der verfestigenden Siliciumphase) in Mengen von mehr als etwa 1 Volumenprozent erzeugen, und die in Tabelle II angegebenen Legierungselemente werden vorzugsweise in Mengen zugesetzt, die keine optisch wahrnehmbaren Fremdphasen verursachen. Es ist klar, daß sich der Charakter der Legierung gründlich än­ dern würde und zweifellos viel unbekannte, unvorhersehbare schädliche Phasen gebildet würden, wenn alle Elemente, die in Tabelle II angegeben sind, in ihrer Höchstmenge zugesetzt wür­ den. Ein erfahrener Fachmann kann folglich durch optische Me­ tallographie leicht feststellen, ob zugesetzte Legierungsele­ mente Fremdphasen erzeugt haben. Besonders vielversprechende bzw. günstige Elemente sind Re, Zr, Hf und Nb.
Die Behandlung von Titanlegierungen ist bekannt und wird in der Industrie in weitem Maße durchgeführt. Die erfindungsgemäß hergestellten Legierungen können entsprechend der in der Technik übli­ chen bzw. Standard-Arbeitsweise behandelt werden. Tatsächlich ist eine gewisse Milderung der Einschränkungen zulässig, die bei der Behandlung nach der in der Technik üblichen Arbeits­ weise erforderlich sind, weil die erfindungsgemäß hergestellten Legierun­ gen in beträchtlichem Maße weniger reaktionsfähig sind als die meisten handelsüblichen Titanlegierungen. Die niedrige Reaktionsfähigkeit der Legierung kann insbesondere bedeuten, daß die Behandlungseinrichtungen, z. B. Tiegel und Formen, aus feuerfesten bzw. wärmebeständigen keramischen Werkstoffen her­ gestellt sein können, und zwar im Gegensatz zu dem Metallscha­ len-Schmelzverfahren, das bei handelsüblichen Titanlegierun­ gen im allgemeinen erforderlich ist.
Unter Anwendung von Maskenformen aus keramischem Werkstoff, wie sie bei Superlegierungen auf Nickelbasis angewandt werden, sind günstige bzw. vielversprechende Ergebnisse erzielt wor­ den. Graphit und andere Kohlenstofformen sind ebenfalls mögli­ che Werkstoffe für Teile, die mit geschmolzenen erfindungsge­ mäßen Legierungen in Berührung kommen. Die erfindungsgemäß hergestellten Legierungen besitzen jedoch die normale Affinität und Empfind­ lichkeit des Titans für bzw. gegenüber interstitielle(n) bzw. Einlagerungs-Elementen wie z. B. Sauerstoff und Stickstoff und werden deshalb vorzugsweise unter inerten oder Vakuumbedingun­ gen geschmolzen und vergossen. Die erfindungsgemäß hergestellten Legierun­ gen sind in einzigartiger Weise kaltverformbar und können bei­ spielsweise in einem Ausmaß von 80% kaltgewalzt werden, ohne daß Risse gebildet werden.
Das Schlüsselmerkmal der Erfindung besteht darin, daß eine verfestigende Phase auf Ti5Si3-Basis gebildet wird, die die Festigkeit der Legierung in ungewöhnlichem Maße erhöht. Die siliciumhaltige Legierung verhält sich wie eine typische aus­ härtbare Legierung, weil die Legierung auf eine erhöhte Tem­ peratur erhitzt werden kann, um die verfestigende Phase aufzu­ lösen, schnell auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden kann, um die Umfällung der verfestigenden Phase zu unterdrücken, und dann auf eine Zwischentemperatur erhitzt werden kann, um eine gesteuerte Umfällung der verfestigenden Phase zu bewir­ ken. Die Verfestigungswirkungen in dem erfindungsgemäß hergestellten Le­ gierungssystem sind in sehr weitem Umfang untersucht worden. Für die Untersuchungen wurde eine Legierung mit einer Sollzu­ sammensetzung aus 35% Vanadium, 15% Chrom, 1% Silicium und Titan als Rest verwendet. Die nachstehend beschriebenen Wär­ mebehandlungstemperaturen wurden im Hinblick auf diese be­ stimmte Legierung entwickelt, obwohl Versuche mit anderen Zu­ sammensetzungen auf unterschiedlicher Basis keine bedeutenden Unterschiede zeigten.
Die Legierung kann durch Erhitzen auf eine Temperatur von mehr als etwa 1065,6°C wärmebehandelt werden, um die verfestigende Phase aufzulösen. Eine Zeitdauer von etwa einer Stunde reicht im allgemeinen aus, obwohl in besonderen Fällen, in denen sehr grobe Teilchen gelöst werden müssen, längere Zeiten und/oder höhere Temperaturen erforderlich sein können. Eine Abkühlung von der Lösungsglühtemperatur mit einer Ge­ schwindigkeit von mehr als etwa 27,8°C/min und vor­ zugsweise mehr als 55,6°C/min reicht aus, um die Umfällung der verfestigenden Phase wirksam zu unterdrücken. Solch eine Abkühlung kann bei Gegenständen mit mäßiger Größe in ruhender Luft erzielt werden, jedoch kann bei dickeren Ge­ genständen eine Abkühlung mit Druckluft oder ein anderes wirk­ sameres Abschreckverfahren erforderlich sein. Sobald die Le­ gierung auf eine unterhalb von etwa 260,0°C liegende Temperatur abgekühlt worden ist, kann sie wieder erhitzt wer­ den, und zwar auf eine Temperatur, die zwischen etwa 593,3 und 815,6°C liegt, und für eine Zeitdauer von etwa 15 min bis etwa 16 h, um eine Umfällung der verfe­ stigenden Phase zu bewirken. Vor dieser Aushärtungs-Wärmebe­ handlung kann die Legierung zu einer gewünschten Gestalt kalt­ verformt werden. Bevorzugte Aushärtungsbedingungen sind 0,5 bis 2 h bei 648,9 bis 760,0°C. Die erhalte­ ne Ausscheidung hat eine Teilchengröße von 5,0 bis 250,0 nm und ist in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 4 Vol.% vorhan­ den.
Die Behandlung der erfindungsgemäß hergestellten Legierungen und die er­ haltenen Eigenschaften werden in dem folgenden Beispiel erläu­ tert. Proben von zwei Legierungszusammensetzungen wurden un­ ter Anwendung von Schalenschmelzverfahren in die Form von "Knöpfen" (453,59 g) vergossen. Eine Legierung enthielt 35% Vanadium, 15% Chrom und 50% Titan, während die andere 35% Vanadium, 15% Chrom, 1% Silicium und 49% Titan enthielt. Die Legierungen wurden bei etwa 1121,1°C geschmiedet, um eine Verminderung der Höhe auf etwa 50% zu bewirken. Die Schmiedestücke wurden an der Luft auf Raumtemperatur abge­ kühlt, und Proben für die Messung der mechanischen Eigenschaf­ ten wurden hergestellt. Ein Teil des geschmiedeten Materials wurde in einem Ausmaß von etwa 80 kaltgewalzt und 1 h lang bei 760°C geglüht, und weitere Proben für die Mes­ sung der mechanischen Eigenschaften wurden hergestellt. Die Proben für die Messung der mechanischen Eigenschaften wurden bei verschiedenen Temperaturen geprüft. Die Ergebnisse sind in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt. Die Proben, die den ge­ schmiedeten Proben entnommen wurden, lieferten Meßwerte, wie sie für ein Material im lösungsgeglühten Zustand repräsenta­ tiv sind. Proben, die dem Blechmaterial entnommen wurden, lie­ ferten Meßwerte, wie sie für die Eigenschaften eines lösungs­ geglühten und ausgehärteten Materials repräsentativ sind. Fig. 2 erläutert die Streckgrenze als Funktion der Temperatur dieser verschiedenen Legierungszusammensetzungen. Aus Fig. 2 geht zweierlei unmittelbar hervor: Erstens ist ersichtlich, daß das siliciumhaltige Material eine wesentlich höhere Fe­ stigkeit hat als das siliciumfreie Material. Beispielsweise hatte das siliciumfreie Material bei 204,4°C eine Streckgrenze von etwa 72,4 kN/cm2, während das si­ liciumhaltige Material in Abhängigkeit von der Wärmebehand­ lung eine Streckgrenze von entweder 82,7 kN/cm2 oder 105,5 kN/cm2 hatte. Die erhöhte Festigkeit des lösungsgeglühten Materials (im Vergleich zu dem Si-freien Material) rührt von einer Härtung durch feste Lösung her. Zweitens ist ersichtlich, daß das siliciumhaltige Material ein Aushärtungsverhalten zeigte. So hatte das lösungsgeglühte siliciumhaltige Material bei 204,4°C eine Festigkeit von 82,7 kN/cm2, jedoch hatte das wärmebehandelte Material bei 204,4°C eine Festigkeit von 105,5 kN/cm2 was einer Zunahme um etwa 25% entspricht. Ober­ halb von etwa 537,8°C schneiden sich die zwei Kurven für das siliciumhaltige Material wegen einer dynamischen Aushärtung während der Prüfung. Die lösungsgeglühten Proben zeigen das Aushärtungsverhalten bei Temperaturen von mehr als etwa 426,7°C, wodurch ihre mechanischen Eigenschaften bis zu etwa 648,9°C, der maximalen Prüftemperatur, verbessert werden. Die erfindungsgemäßen Legierungen zeigen im wärmebehandelten Zustand bei Raumtemperatur eine Streck­ grenze von mehr als etwa 103,4 kN/cm2.
Fig. 3 liefert dieselbe Art von Information über die Zugfe­ stigkeit dieser Legierungen. Wieder ist das siliciumhaltige Material fester als das siliciumfreie Material, und das sili­ ciumhaltige Material zeigt ein ausgeprägtes Aushärtungsverhal­ ten.
Fig. 4 zeigt die Dehnung als Funktion der Temperatur bei den verschiedenen Proben, die zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 erörtert worden sind. Die lösungsgeglühten und die lösungsgeglühten und ausgehärteten Proben hatten verschie­ dene Geometrien, wodurch die Dehnungswerte beeinflußt wurden. Vergleiche zwischen den zwei verschiedenen Probengeometrien sind nicht sinnvoll. Das siliciumhaltige, ausgehärtete Mate­ rial zeigt eine Dehnung, die viel geringer ist als bei dem si­ liciumfreien, ausgehärteten Material. Dieser niedrige, aber vertretbare Duktilitätsgrad verbessert sich mit zunehmender Temperatur. Umgekehrt nimmt der Dehnungswert bei dem lösungs­ geglühten, siliciumhaltigen Material oberhalb von etwa 537,8°C als Folge einer Aushärtung während der Prüfung ab. Das siliciumfreie, lösungsgeglühte Material zeigt eine rela­ tiv gleichmäßige Dehnung, wodurch gezeigt wird, daß das Aus­ härtungsverhalten fehlt.
Tabelle III zeigt ausgewählte Meßwerte für verschiedene Le­ gierungen, die im erfindungsgemäßen Bereich liegen, und für zwei Legierungen (35% V-15% Cr-50% Ti und Ti-6-2-4-2 [Zusammensetzung: 6% Al, 2% Sn, 4% Zr, 2% Mo, Rest Ti]), die nicht im erfindungsgemäßen Bereich liegen. Die allgemeine Wirksamkeit der Aushärtung ist offensichtlich, und die erfin­ dungsgemäß hergestellten Legierungen sind einer ähnlichen, jedoch sili­ ciumfreien Legierung und einer handelsüblichen Titanlegierung hoher Festigkeit deutlich überlegen. Die erfindungsgemäß hergestellten Legie­ rungen haben bei Raumtemperatur im wärmebehandelten Zustand im allgemeinen eine Streckgrenze von mehr als 103,4 kN/cm2 und bei 648,9°C eine Streckgrenze von mehr als 68,9 kN/cm2, und die Zeitdauer bis zum 0,5%igen Kriechen beträgt bei den erfindungsgemäßen Legierungen bei 537,8°C/27,6 kN/cm2 mehr als 40 h.
Fig. 5 ist eine Mikrophotographie des Ti-35% V-15% Cr-1% Si- Materials im ausgehärteten Zustand mit 100.000facher Vergrö­ ßerung und erläutert die verfestigende Phase in der erfin­ dungsgemäß hergestellten Legierung, von der angenommen wird, daß sie auf Ti5Si3 basiert.
Tabelle I
Tabelle II
Tabelle III

Claims (5)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Gegenständen aus einer β-Titan-Legierung mit einer Zusammensetzung innerhalb eines Bereichs des Zustandsdiagramms Vanadium-Chrom-Titan mit den Eckpunkten
A: V = 25%      Cr = 12%
B: V = 22%      Cr = 17%
C: V = 30%      Cr = 25%
D: V = 37%      Cr = 19%
E: V = 42%      Cr = 12%
mit zusätzlich 0,3 bis 3% Silicium, 0 bis 2% Kohlenstoff und Titan als Rest; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Lösungsglühen der Gegenstände durch Erhitzen auf Temperaturen, bei denen alle siliciumhaltigen Ausscheidungen gelöst werden,
  • b) Abkühlen mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um die Ausscheidung von siliciumhaltigen Teilchen im wesentlichen zu unterdrücken, und
  • c) Erhitzen der erhaltenen Legierung, um eine gesteuerte Umfällung der verfestigenden Phase zu bewirken,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Erhitzen bei einer Temperatur zwischen etwa 593,3°C und 815,6°C erfolgt, so daß
das Silicium in dem erhaltenen Gegenstand größtenteils in Form von 0,2 bis 4 Vol.-% Ausscheidungsteilchen mit einer mittleren Größe von 2,5 bis 200,0 nm vorliegt, und
der erhaltene Gegenstand bei Raumtemperatur eine Streckgrenze von mehr als 103,4 kN/cm2 hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die β-Titan-Legierung mehr als 13% Cr enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die β-Titan-Legierung mehr als 15,1% Cr enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die β-Titan-Legierung ferner eines oder mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe: B, Co, Mo, Nb, 0, Re, W, Zr, Hf und Mn in Mengen enthält, die nicht ausreichen, um mehr als etwa 1 Vol.-% Fremdphasen zu erzeugen, und wobei die genannten Elemente im teilweisen Austausch gegen Titan zugesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die β-Titan-Legierung eine Zusammensetzung innerhalb eines Bereichs des Zustandsdiagramms Vanadium-Chrom-Titan mit den Eckpunkten
F: V = 24%      Cr = 14%
G: V = 24%      Cr = 17%
H: V = 30%      Cr = 22%
I: V = 36%      Cr = 19%
J: V = 39%      Cr = 14%
aufweist.
DE19883808163 1988-03-10 1988-03-11 Verfahren zur Herstellung aushärtbarer beta-Titan-Legierungen Expired - Lifetime DE3808163C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8805769A GB2246367A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Age hardenable beta titanium alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3808163A1 DE3808163A1 (de) 1990-08-16
DE3808163C2 true DE3808163C2 (de) 2000-05-18

Family

ID=10633223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19883808163 Expired - Lifetime DE3808163C2 (de) 1988-03-10 1988-03-11 Verfahren zur Herstellung aushärtbarer beta-Titan-Legierungen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3808163C2 (de)
GB (1) GB2246367A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115537600A (zh) * 2022-10-19 2022-12-30 上海交通大学 一种增材制造高强韧β钛合金材料及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2779155B1 (fr) * 1998-05-28 2004-10-29 Kobe Steel Ltd Alliage de titane et sa preparation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3156590A (en) * 1960-04-04 1964-11-10 Cruciblc Steel Company Of Amer Age hardened titanium base alloys and production thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1175683A (en) * 1966-05-10 1969-12-23 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Improvements in or relating to Titanium-Base Alloys
DE2010871A1 (de) * 1970-03-07 1971-10-07 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Gegen Kernbrennstoff und Reaktorkuhl mittel korrosionsbeständige Brennstoff hülle fur Kernreaktoren

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3156590A (en) * 1960-04-04 1964-11-10 Cruciblc Steel Company Of Amer Age hardened titanium base alloys and production thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115537600A (zh) * 2022-10-19 2022-12-30 上海交通大学 一种增材制造高强韧β钛合金材料及其制备方法
CN115537600B (zh) * 2022-10-19 2023-10-13 上海交通大学 一种增材制造高强韧β钛合金材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3808163A1 (de) 1990-08-16
GB2246367A (en) 1992-01-29
GB8805769D0 (en) 1991-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69620998T2 (de) Oxidationsbeständige molybdänlegierung
DE69400848T2 (de) Titanaluminid-Legierungen mit guter Kriechfestigkeit
DE69531532T2 (de) Aluminium enthaltende Legierungen auf Eisenbasis, brauchbar für elektrische Widerstandsheizelemente
DE3634635C2 (de) Nickelaluminide und Nickel-Eisenaluminide zur Verwendung in oxidierenden Umgebungen
DE3445768C2 (de)
DE2530245C2 (de) Superlegierung auf Nickelbasis
EP1819838B1 (de) Legierung auf der basis von titanaluminiden
DE69701900T2 (de) Hochfeste Superlegierung auf Nickelbasis für gerichtet erstarrte Giesteilen
DE3917793C2 (de) Titan-Aluminium-Legierungen mit Chrom- und Niob-Zusätzen
DE2463065C2 (de) Verwendung einer Superlegierung auf Nickelbasis zur Herstellung von Gasturbinenteilen
DE3823140C2 (de)
DE68916414T2 (de) Titanaluminid-Legierungen.
DE60303971T3 (de) Hochfeste Superlegierung auf Nickelbasis und Gasturbinenschaufeln
JPS63157831A (ja) 耐熱性アルミニウム合金
DE3926289A1 (de) Gegenstand aus einer gegenueber dem wachstum von ermuedungsrissen bestaendigen nickelbasis-legierung, legierung und verfahren zur herstellung
DE2046409A1 (de) Thermo mechanische Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Superlegierungen
EP0574727A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines hochtemperatur-festen Bauteils aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen
DE2326284A1 (de) Werkstueck aus einer verdichteten superlegierung auf ni-basis
DE60020424T2 (de) Superlegierung auf Nickelbasis
DE60008116T2 (de) Superlegierung mit optimiertem Hochtemperatur-Leistungsvermögen in Hochdruck-Turbinenscheiben
DE69106372T2 (de) Legierung mit niedrigem wärmeausdehnungskoeffizient und daraus hergestellter gegenstand.
DE602004008134T2 (de) Dispersionsgehärtete ausscheidungshärtbare Nickel-Eisen-Chromlegierung und zugehöriges Verfahren
EP0570072B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Legierung auf Chrombasis
DE3242608C2 (de) Superlegierungen auf Nickelbasis
US6328827B1 (en) Method of manufacturing sheets made of alloy 718 for the superplastic forming of parts therefrom

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM.

8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition