ES2353231T3 - Aleaciã“n de titanio de tipo alfa+beta de alta resistencia. - Google Patents
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Abstract
Una aleación de titanio, del tipo α + β, de alta resistencia, que contiene, en % en masa, de 4,4% a menos del 5,5% de Al, de 1,4% a menos de 2,1% de Fe, y de 1,5% a menos de 5,5% de Mo, opcionalmente uno, o más, de menos de 0,15% de Ni, menos de 0,25% de Cr, menos de 0,25% de Mn, para sustituir una parte de dicho Fe, opcionalmente además, uno o más de 0,03% a 0,3% de Pd y de 0,05% a 0,5% de Ru, y que incluye, como impurezas, Si rebajado a menos de 0,1%, y C rebajado a menos de 0,01%, y el resto Ti y las inevitables impurezas.
Description
Aleación de titanio de tipo \alpha + \beta
de alta resistencia.
La presente invención se refiere a una aleación
de titanio, del tipo \alpha + \beta, de alta resistencia.
Las aleaciones de titanio son ligeras de peso y,
sin embargo, de alta resistencia y excelente resistencia a la
corrosión, de manera que se están aplicando en diversos campos.
Entre éstas, las aleaciones de titanio de tipo \alpha + \beta,
como por ejemplo la Ti-6Al-4V, son
superiores en el equilibrio de resistencia, ductilidad, tenacidad, y
otras propiedades mecánicas y se han usado ampliamente en el pasado
en el campo aeroespacial, y en los últimos años se han aplicado de
manera creciente en partes de los automóviles.
Sin embargo, con una aleación basada en
Ti-6Al-4V, el V es caro, de forma
que durante mucho tiempo se han estudiado aleaciones a las que se
les añade Fe como un elemento alternativo al V. Por ejemplo, se está
estudiando la aleación basada en
Ti-5Al-2,5Fe, descrita en
"Titanium Science and Technology" (Ciencia y Tecnología del
Titanio) (publicada en 1984 por Deutsche Gesellschaftfur Metallkunde
E.V.), página 1335; la aleación basada en
Ti-6Al-1,7Fe-0,1Si
descrita en "Advanced Materials & Process" (Materiales
avanzados y Procedimiento) (publicada en 1993), página 43, etc.
El documento
JP-A-07-062474
describe como una aleación superior en capacidad de laminado en
caliente y en capacidad de laminado en frío, una aleación de titanio
del tipo \alpha + \beta, que comprende, en % en masa, Fe: de
1,4% a menos del 2,1%; Al: de 4% a menos de 5,5%, y el resto titanio
y las impurezas inevitables.
El documento
JP-A-03-197635
propone como aleación de titanio superior en la resistencia al
calor, una aleación de titanio del tipo \alpha + \beta, que
contiene, en % en masa, Al: 2 a 7%, V: 2 a 12%, y Mo: 1 a 7%,
conteniendo además uno, o más, de Sn: 1 a 6%, Zr: 3 a 8%, Fe: 0,1 a
3%, y Cu: 0,1 a 3%, comprendiendo el resto Ti y las inevitables
impurezas, y que tiene uno o más de P, As, Sb, Bi, S, Se y Te,
añadidos en un total del 10 a 104 ppm.
El documento
JP-A-2003-201530
propone una aleación de titanio de alta resistencia, superior en
capacidad de laminado en caliente, que contiene, en % en masa, Al: 3
a 7%, C: 0,08 a 0,25%, y al menos uno de Mo, V, Cr, Fe en un
equivalente de Mo del 3 al 10%.
La Patente Japonesa Nº 2606023 propone un método
de producción de una aleación de titanio \alpha + \beta, de alta
resistencia y alta tenacidad, que contiene Al: 3 a 7%, V: 2,1 a
5,0%, Mo: 0,85 a 3,15%, Fe: 0,85 a 3,15%, y O: 0,05 a 0,20%.
El documento
JP-A-2000-273598
propone un método de producción de una aleación de titanio laminada
en frío, en forma de bobina de alta resistencia, que contiene un
equivalente de Al de 3 a 6,5%, al menos un tipo de elemento
estabilizador de \beta de la solución sólida completa, en un
equivalente de Mo de 2,0 a 4,5%, y un elemento estabilizador de
\beta eutectoide, en un equivalente de Fe de 0,3 a 2%.
Además, el documento
JP-A-2000-204425
propone una aleación de titanio de tipo \alpha + \beta, de alta
resistencia y alta ductilidad, que contiene al menos un tipo de
elemento estabilizador de \beta de la solución sólida completa, en
un equivalente de Mo de 2,0 a 4,5%, y al menos un tipo de elemento
estabilizador de \beta eutectoide, en un equivalente de Fe de 0,3
a 2%, y un equivalente de Al de 3 a 6,5% y, además, Si en una
cantidad de 0,1 a 1,5%.
Sin embargo, la aleación basada en
Ti-5Al-2,5Fe descrita en "Titanium
Science and Technology" (publicada en 1984 por Deutsche
Gesellschaftfur Metallkunde E.V.), página 1335, y la aleación basada
en
Ti-6Al-1,7Fe-0,1Si
descrita en "Advanced Materials & Process" (publicado en
1993), página 43, son algo inferiores en la resistencia a la
deformación en caliente a la aleación basada en
Ti-6Al-4V y justamente algo
superiores en la capacidad de laminado en caliente. Además, tienen
el problema de que la resistencia también es insuficiente.
Además, la aleación descrita en el documento
JP-A-07-062474 tiene
una resistencia a la tracción de menos de 1000 MPa. No se puede
decir que tenga una resistencia suficiente. Existe el problema de
que la capacidad de laminado en caliente y la ductilidad a
temperatura ambiente, y la capacidad de laminado en frío son
insuficientes.
Por otro lado, la aleación descrita en el
documento
JP-A-03-197635 tiene
cantidades mínimas de P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, y otros elementos
con un número de electrones de valencia mayor que el Ti añadido a
ella, para suprimir el crecimiento de la capa de óxido a alta
temperatura, pero existe el problema de que estos elementos aditivos
no tienen ningún efecto concreto sobre la resistencia o sobre la
capacidad de laminado en caliente, ni sobre la ductilidad a
temperatura ambiente ni sobre la capacidad de laminado en frío.
La aleación descrita en el documento
JP-A-2003-201530
contiene el elemento C, estabilizador de \alpha, como un elemento
que aumenta la resistencia en el intervalo de temperatura desde la
temperatura ambiente hasta el nivel de 500ºC, y que no tiene ningún
efecto sobre la capacidad de laminado en caliente. Este C disminuye
la resistencia a la deformación en caliente, pero inhibe la
ductilidad a temperatura ambiente y la capacidad de laminado en
frío.
\newpage
La aleación descrita en la Patente Japonesa Nº
2606023 incluye el caro V en una cantidad del 2,1 al 5,0%, de forma
que es insuficiente, como aleación \alpha + \beta de bajo coste,
para sustituir a la de Ti-6Al-4V.
Además, es deseable que la capacidad de laminado en caliente también
sea equivalente a la de Ti-6Al-4V, y
que además se imparta una capacidad de trabajo superior.
El documento
JP-A-2000-273598
describe un método de producción de una aleación de titanio laminada
en frío, en forma de bobina, que contiene un equivalente de Al de 3
a 6,5%, al menos un tipo de elemento estabilizador de \beta de la
solución sólida completa, en un equivalente de Mo de 2,0 a 4,5%, y
un elemento estabilizador de \beta eutectoide, en un equivalente
de Fe de 0,3 a 2%. Específicamente, describe una composición de una
aleación específica constituida por Ti-(4 a 5%)Al-(1,5 a
3%)Mo(1 a 2%)V-(0,3 a 2%)Fe. La aleación de la anterior
composición de aleación tiene que incluir V, de forma que existen
los problemas de que la aleación es insuficiente, comparada con la
Ti-6Al-4V, en términos de coste y en
términos de capacidad de laminado en caliente.
La aleación descrita en el documento
JP-A-2000-204425 es
una aleación de titanio que contiene un equivalente de Al de 3 a
6,5%, al menos un tipo de elemento estabilizador de \beta de la
solución sólida completa, en un equivalente de Mo de 2,0 a 4,5%, y
un elemento estabilizador de \beta eutectoide, en un equivalente
de Fe de 0,3 a 2%, y que contiene además Si en un 0,1 a 1,5%, pero
si se incluye Si en una cantidad de 0,1% o más, los compuestos Ti y
Si precipitan en la interfase, entre la fase \alpha y la fase
\beta, originando el problema del deterioro de las características
de fatiga o de las características de ductilidad a temperatura
ambiente y de trabajo en frío.
Además, en aplicaciones de uso en campos
petrolíferos submarinos y otras condiciones ambientales extremas de
alta temperatura, alta presión, y muy corrosivos, existe el problema
de que, en algunos casos, la totalidad de las aleaciones son
insuficientes en cuanto a la resistencia a la corrosión.
El documento BE 653938 describe aleaciones
basadas en titanio que contienen de 4 a 7% de aluminio, de 0 a 7% de
estaño, no excediendo la cantidad total de aluminio y estaño el 11%;
de 1,5 a 3,5% de molibdeno, una cantidad traza de hasta el 1% de
hierro y una cantidad traza de hasta el 2% de cromo, estando
constituido el resto por titanio, junto con impurezas.
Por lo tanto, la presente invención tiene como
su objeto la provisión de una aleación de titanio, del tipo \alpha
+ \beta, que tenga una resistencia a temperatura ambiente, una
ductilidad a temperatura ambiente, y una resistencia a la fatiga,
superiores a la aleación basada en
Ti-6Al-4V y que sea superior en
capacidad de laminado en caliente y en capacidad de laminado en frío
y, además, una aleación de titanio, del tipo \alpha + \beta,
superior no solo en capacidad de laminado en caliente y en capacidad
de laminado en frío sino también en bajo coste y en resistencia a la
corrosión.
Los inventores añadieron terceros elementos a la
aleación de titanio del tipo \alpha + \beta, que contiene Al y
Fe, e investigaron en profundidad el efecto sobre la resistencia a
temperatura ambiente, la ductilidad a temperatura ambiente, la
capacidad de laminado en caliente y la capacidad de laminado en
frío.
Como resultado, los inventores descubrieron que
añadiendo una cantidad adecuada de Mo, es posible producir una
aleación de titanio, del tipo \alpha + \beta, que tiene una alta
resistencia y alta ductilidad, y superior capacidad de laminado en
caliente y capacidad de laminado en frío.
Además, los inventores descubrieron que
añadiendo un cuarto elemento a la aleación de titanio del tipo
\alpha + \beta, de la presente invención, que contiene Mo, es
posible producir una aleación de titanio, del tipo \alpha +
\beta, superior en resistencia a la corrosión.
La presente invención se hizo basándose en este
descubrimiento, y el objeto anterior se puede conseguir mediante las
características especificadas en las reivindicaciones.
Según la presente invención, es posible
proporcionar una aleación de titanio, del tipo \alpha + \beta,
de bajo coste y fácil de producir, que tenga una resistencia,
ductilidad, y resistencia a la fatiga, superior a la aleación basada
en Ti-6Al-4V, y superior capacidad
de laminado en caliente y de laminado en frío.
Como método para aumentar la resistencia del
titanio, o de la aleación de titanio, está el método de añadir los
elementos N, C, O, etc., a la solución sólida intersticial. Además,
existe el método de añadir los elementos Al y Sn estabilizadores de
\alpha, los elementos Fe, Ni, Cr, y Mn estabilizadores de \beta
eutectoide, los elementos V y Mo estabilizadores de \beta, y otros
elementos sustituyentes de la solución sólida.
El Al es un elemento que eleva la resistencia en
la fase \alpha, capaz de entrar en la solución sólida hasta en
aproximadamente el 7%, y capaz de augurar un reforzamiento
suficiente de la resistencia de la solución sólida. Por otro lado,
el Fe es un elemento que eleva la resistencia en la fase \beta, no
es caro, y tiene una alta capacidad de reforzar la resistencia de la
solución sólida. Por lo tanto, una aleación del tipo \alpha +
\beta, que incluya Al y Fe puede llegar a ser una aleación que
tenga una resistencia y una resistencia a la fatiga iguales a las de
la aleación basada en Ti-6Al-4V.
Sin embargo, en una aleación de titanio
ternaria, de Ti-Al-Fe, de tipo
\alpha + \beta, si se trata de obtener un material de
resistencia aún más alta aumentando las cantidades de adición de Al
y Fe, la ductilidad a temperatura ambiente y la capacidad de
laminado en caliente y la capacidad de laminado en frío terminan
cayendo.
Por lo tanto, los inventores añadieron un tercer
elemento a una aleación de titanio del tipo \alpha + \beta, que
contiene Al y Fe, e investigaron los efectos sobre la resistencia a
temperatura ambiente, la ductilidad a temperatura ambiente, la
capacidad de laminado en caliente y la capacidad de laminado en
frío. Como resultado, los inventores descubrieron que como tercer
elemento aditivo, el Mo es eficaz tanto para elevar la resistencia
como para mejorar la capacidad de trabajo.
A continuación, se explicará con detalle la
presente invención.
Los indicadores de las propiedades mecánicas de
la presente invención son una resistencia a temperatura ambiente de
1000 MPa o más, la resistencia, por encima de la temperatura
ambiente, de un material recocido de aleación basada en
Ti-6Al-4Ti, y la resistencia a
temperatura ambiente de la aleación de titanio descrita la
Publicación de Patente Japonesa (A) Nº 07-062474, y
una elongación por encima del 14% de la elongación de un material
recocido de la aleación basada en
Ti-6Al-4V.
Además, un indicador de la capacidad de laminado
en caliente es una reducción de área, con una resistencia a la
tracción a alta velocidad y alta temperatura del sólido, del 80% o
más y, además, un indicador de la capacidad de laminado en frío es
una tasa límite de reducción del laminado en frío del 20% o más.
El Al es un elemento con una alta capacidad de
reforzamiento de la resistencia de la solución sólida. Si aumenta la
cantidad de adición, las resistencias a la tracción a temperatura
ambiente y a alta temperatura aumentan y también se eleva la
resistencia a la fatiga. Para obtener una resistencia suficiente de
1000 MPa, o más, a temperatura ambiente, se debe añadir un 4,4% o
más.
Sin embargo, si se añade un 5,5% o más, la
ductilidad en caliente y a temperatura ambiente, y la capacidad de
laminado en frío se deterioran, por eso, el intervalo del
ingrediente Al se estableció del 4,4% a menos del 5,5%.
La razón de por qué la ductilidad a temperatura
ambiente y la capacidad de laminado en frío se empobrecen, es que el
Al aumenta la energía de defecto de apilamiento y se suprime la
formación de maclas. Si la cantidad de adición de Al es de 5,5% o
más, la formación de maclas se suprime de forma notable y la
capacidad de laminado en caliente y la capacidad de laminado en frío
caen.
Además, el Al refuerza la fase \alpha,
mientras que induce una deformación local uniforme por
deslizamiento, de forma que se producen fácilmente grietas de fatiga
en esa parte y se deterioran las características de fatiga.
Por otro lado, el Fe es un elemento
estabilizador de \beta de la solución sólida por sustitución. La
resistencia se eleva y se mejora la resistencia a la fatiga junto
con la cantidad de adición. Disolviendo simultáneamente el elemento
Al, estabilizador de \alpha, en la solución sólida, se obtiene una
aleación del tipo \alpha + \beta, de alta resistencia. Para
obtener una resistencia suficiente de 1000 MPa, o más, a temperatura
ambiente, se tiene que añadir un 1,4% o más.
Junto con un aumento en la cantidad de adición,
aumenta la fase \beta. Junto con esto, mejora la capacidad de
trabajo, pero por encima de una cierta cantidad, se descubrió que la
segregación se hace más notable. La segregación del Fe se produce
fácilmente a la vez que la solidificación. El efecto no se puede
eliminar mediante un tratamiento térmico de trabajo u otra etapa de
producción. Con grandes lingotes de varios cientos de kg o más, si
se añade el 2,1% o más, la segregación se hace notable, de forma que
la cantidad de adición de Fe se limitó a menos del 2,1%.
El Mo tiene, a la vez, los efectos de aumentar
la resistencia y de mejorar la capacidad de trabajo. El Mo es un
elemento estabilizador de \beta de la solución sólida por
sustitución. Como el Fe, actúa para mejorar la resistencia a
temperatura ambiente y la resistencia a alta temperatura, la
ductilidad a temperatura ambiente, y la resistencia a la fatiga, y
para mejorar la capacidad de laminado en caliente y la capacidad de
laminado en frío. Para mejorar la capacidad de laminado en frío, se
debe añadir un 1,5% o más.
Por otro lado, si la cantidad de la adición
excede una cierta cantidad, se producen de nuevo los problemas de
segregación tras la solidificación. Por eso, la cantidad de adición,
donde la segregación debida a la solidificación no llegó a ser
notable en grandes lingotes, se hizo inferior al 5,5%.
El aspecto de la invención descrito en la
reivindicación 1, limita especialmente el contenido de los elementos
de impurezas de Si y C. Esto es debido a que al incluir estos
elementos en ciertas cantidades o más, la ductilidad a temperatura
ambiente, la capacidad de laminado en frío y la capacidad de
laminado en caliente se ven perjudicialmente afectadas.
Los inventores investigaron el contenido que no
tuviera un efecto perjudicial sobre la ductilidad a temperatura
ambiente, sobre la capacidad de laminado en frío, y sobre la
capacidad de laminado en caliente, y como resultado descubrieron que
era inferior al 0,1% para el Si, e inferior al 0,01% para el C, y
estos se designaron como los límites superiores.
Hay que indicar que el Si y el C están
inevitablemente incluidos como impurezas ineludibles, por eso los
límites inferiores de los contenidos sustantivos son, normalmente,
de 0,005% o más para el Si y de 0,0005% o más para el C.
En el aspecto de la invención descrito en la
reivindicación, parte del Fe se sustituye por uno, o más, de menos
del 0,15% de Ni, menos del 0,25% de Cr, y menos del 0,25% de Mn.
Esto es para sustituir parte del Fe con elementos que no son caros y
que tienen un efecto similar al Fe.
Aquí, los límites superiores de las cantidades
de adición de Ni, Cr, y Mn, se hacen inferiores a 0,15%, inferiores
a 0,25%, e inferiores a 0,25%, ya que si se añaden estos elementos
en valores por encima del límite superior o más, se forman fases de
equilibrio, es decir, fases de compuestos intermetálicos (Ti_{2}N,
TiCr_{2}, y TiMn), y la resistencia a la fatiga, la ductilidad a
temperatura ambiente, y la capacidad de laminado en frío se
deterioran.
Hay que indicar que el Ni, Cr, Mn, y Fe deben
estar en un total de 1,4% a menos de 2,1%. Esto es debido a que si
hay menos del 1,4%, la resistencia a la tracción a temperatura
ambiente se hace más pequeña. Además, si hay el 2,1% o más, cae la
ductilidad a temperatura ambiente y cae la capacidad de laminado en
frío.
El aspecto de la invención descrito en la
reivindicación contiene además uno, o ambos, de 0,03% a 0,3% de Pd y
de 0,05% a 0,5% de Ru. Si se añade un elemento de metal precioso a
la aleación de titanio, el sobrevoltaje de hidrógeno sobre la
superficie del titanio cae, se hace más fácil la generación de
hidrógeno, y se mejora la resistencia a la corrosión.
Entre los elementos de metales preciosos
añadidos a la aleación de titanio de la presente invención, del tipo
\alpha + \beta, de alta resistencia, el Pd y el Ru son adecuados
como elementos de la misma familia que no son caros, con grandes
efectos de mejora de la resistencia a la corrosión incluso en
pequeñas cantidades. Para obtener una suficiente resistencia a la
corrosión, en el caso del Pd se debe añadir un 0,03% o más, mientras
que en el caso del Ru se debe añadir un 0,05% o más.
Por otro lado, incluso si se añade Pd por encima
del 0,3%, o incluso si se añade Ru por encima del 0,5%, se satura la
mejora de la resistencia a la corrosión y no se puede ver la mejora
en la resistencia a la corrosión que corresponde al aumento de la
cantidad de adición.
\vskip1.000000\baselineskip
Se fundió con plasma una aleación de titanio, de
los ingredientes mostrados en la Tabla 1, y se coló para obtener
lingotes de aproximadamente 5 kg. Estos lingotes se calentaron a
900ºC y se laminaron para formar varillas redondas de 12 mm de
diámetro, luego se recocieron en la atmósfera, a 750ºC durante 1
hora y se enfriaron al aire.
Las piezas retiradas de estos miembros en forma
de barra mediante corte, se usaron para realizar ensayos de tracción
a temperatura ambiente, ensayos de laminado en frío, de resistencia
a la tracción a alta temperatura y alta velocidad, y ensayos de
fatiga por flexión alternada.
La capacidad de laminado en frío se evaluó
mediante la tasa límite de laminado en frío, donde las muestras se
ven afectadas por la porosidad, mientras que la capacidad de
laminado en caliente se evaluó por la reducción del área, en
resistencia a la tracción a alta velocidad y alta temperatura, a
900ºC. Además, para las características de fatiga, el valor de la
resistencia a la cual no se produce rotura incluso con 1 \times
10^{7} operaciones repetidas se definió como resistencia a la
fatiga.
Todos los ensayos se realizaron en la atmósfera,
el ensayo de tracción a temperatura ambiente se realizó con una
velocidad de deformación de 1 \times 10^{-4} s^{-1}, y la
resistencia a la tracción alta velocidad y a alta temperatura se
obtuvo a una velocidad de deformación de 5 s^{-1}.
Además, el laminado en frío se llevó a cabo
usando rodillos de 180 mm, a alta velocidad, con una tasa de
reducción del 5% por pasada. La Tabla 2 muestra los resultados de
diversos tipos de ensayo que están relacionados con las aleaciones
de muestra mostradas en la Tabla 1.
\newpage
Las aleaciones de las muestras números 8 a 10
(ejemplos comparativos) son equivalentes a la aleación de titanio
\alpha + \beta (que incluye únicamente Al y Fe) descrita en la
Publicación de Patente Japonesa (A) Nº 07-062474.
Estas aleaciones tienen resistencias a la tracción inferiores a 1000
MPa, que son insuficientes como resistencia.
Por otro lado, las aleaciones de las muestras
números 1 a 7, a las que se añade Mo en cantidades adecuadas
(Invención 1), tenían resistencias a la tracción de 1000 MPa o más,
y elongaciones del 17% o más, resistencias a la fatiga a temperatura
ambiente de 525 MPa o más, tasas límite de reducción en el laminado
en frío del 20% o más, una reducción de área en resistencia a la
tracción a alta velocidad y alta temperatura del 80% o más,
suficiente resistencia y superior capacidad de trabajo.
Las aleaciones de la muestras Números 11 a 13
(Invención 2) sustituyen parte del Fe con cantidades adecuadas de
Ni, Cr, y Mn, respectivamente. Estas aleaciones tienen también
suficiente resistencia y ductilidad a temperatura ambiente y tienen
superior capacidad de trabajo.
Por otro lado, las muestras números 14 a 16, con
cantidades de Ni, Cr y Mn que exceden las cantidades adecuadas
(ejemplos comparativos), tienen tasas límite de reducción en el
laminado en frío del 15%, una reducción de área en la resistencia a
la tracción a alta velocidad y alta temperatura del 75%, y bajas
elongaciones, capacidades de laminación en frío y capacidades de
laminación en caliente.
Las aleaciones de las muestras números 17 y 18
(Invención 2) sustituyen parte del Fe con materiales compuestos de
cantidades adecuadas de Ni, Cr y Mn. Estas aleaciones tienen
suficiente resistencia y elongación y superior capacidad de
trabajo.
Por otro lado, la aleación de la muestra Nº 19,
donde el total de Fe, Ni, Cr y Mn excede una cantidad adecuada
(ejemplo comparativo), tiene una elongación de un bajo 13%, y tiene
una tasa límite de reducción en el laminado en frío del 15%, una
reducción de área en la resistencia a la tracción a alta velocidad y
alta temperatura del 75%, y a la vez unas bajas capacidades de
laminado en frío y de laminado en caliente. Además, la aleación de
la muestra Nº 20, con un total de Fe, Ni, Cr y Mn que no satisfacía
la cantidad adecuada (ejemplo comparativo), tenía una resistencia a
la tracción de que no alcanzaba los 1000 MPa.
Las aleaciones de las muestras números 21, 22,
23 y 24 (ejemplos comparativos) están compuestas de aleaciones de
las muestras números 4, 5 y 17 (Invenciones 1 y 2) a las que se
añade Si en una cantidad de 0,1% o más. Estas aleaciones tenían
todas ellas elongaciones del 14% o menos, tasas límite de reducción
de laminado en frío del 15%, y una reducción de área en la
resistencia a la tracción a alta velocidad y alta temperatura de
menos del 80%.
Las aleaciones de la muestras números 5 y 12 de
la Tabla 1, tenían Pd y Ru añadidos a ellas. Estas aleaciones se
fundieron con plasma y se colaron para obtener lingotes de
aproximadamente 5 kg.
Estos lingotes se calentaron a 900ºC y se
laminaron en caliente para preparar láminas de aproximadamente 4 mm
de espesor que luego se recocieron en la atmósfera, a 750ºC durante
1 hora, y se enfriaron al aire.
A partir de estas láminas recocidas se cortaron
pequeñas piezas de ensayo de 20 mm \times 20 mm y se pulieron
ambas superficies, luego se sumergieron en una solución acuosa, en
ebullición, de ácido sulfúrico al 5% y una solución acuosa, en
ebullición, de ácido clorhídrico al 5%, durante 48 horas, y se midió
la velocidad de corrosión (mm/año).
La tabla 3 muestra las composiciones de las
aleaciones y los resultados de los ensayos.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Las aleaciones de las muestras números 25 y 26
comprenden la aleación de la muestra Nº 5, a la que se añade Pd en
cantidades de 0,01% y 0,2%. La velocidad de corrosión en una
solución acuosa, en ebullición, de ácido sulfúrico al 5% y una
solución acuosa, en ebullición, de ácido clorhídrico al 5%,
disminuyó mucho de acuerdo con la cantidad de adición de Pd.
La aleación de la muestra Nº 26 que contenía
0,2% de Pd tenía velocidades de corrosión, en ambas soluciones, de
menos de 1 mm/año y, por lo tanto, tenía suficiente resistencia a la
corrosión incluso en aplicaciones de uso en campos petrolíferos
submarinos y otras condiciones ambientales extremas.
En la aleación de la muestra Nº 25 que contenía
0,01% de Pd, se redujeron ambas velocidades de corrosión si se
comparaba con la aleación Nº 5 a la que no se le ha añadido nada de
Pd, pero todavía era insuficiente.
Las aleaciones de las muestras números 27 y 28
están compuestas de la aleación de la muestra Nº 5 a la que se le
añade Ru en cantidades de 0,03% y 0,3%, respectivamente. Las
velocidades de corrosión en una solución acuosa, en ebullición, de
ácido sulfúrico al 5% y una solución acuosa, en ebullición, de ácido
clorhídrico al 5%, disminuyeron mucho junto con la cantidad de
adición de Ru.
La aleación de la muestra Nº 18 que contiene
0,3% de Ru tiene velocidades de corrosión, en ambas soluciones, de
menos de 1 mm/año, y tiene suficiente resistencia a la corrosión
incluso con respecto a aplicaciones de uso en condiciones
ambientales extremas.
En la aleación de la muestra Nº 27 que contiene
0,03% de Ru, comparada con la aleación de la muestra Nº 5 a la que
no se le ha añadido nada de Ru, la velocidad de corrosión
eventualmente decrecía, pero era insuficiente.
La aleación de la muestra 29 está compuesta de
la aleación de la muestra Nº 5 a la que se le añadió Pa y Ru en
cantidades de 0,08% y 0,12%. Las velocidades de corrosión en la
solución acuosa, en ebullición, de ácido sulfúrico al 5% y en la
solución acuosa, en ebullición, de ácido clorhídrico al 5%, fueron
ambas inferiores a 1 mm/año. La aleación tenía suficiente
resistencia a la corrosión incluso en aplicaciones de uso en
condiciones ambientales extremas.
La aleación de la muestra Nº 30 comprende la
aleación de la muestra nº 12 a la que se le añade Pd en una cantidad
de 0,1%. Las velocidades de corrosión tanto en la solución acuosa,
en ebullición, de ácido sulfúrico al 5% como en la solución acuosa,
en ebullición, de ácido clorhídrico al 5%, disminuyeron mucho
comparadas con la aleación de la muestra Nº 12, y llegó a ser
inferior a 1 mm/año, es decir, se exhibió una suficiente resistencia
a la corrosión.
La aleación de titanio de tipo \alpha +
\beta de la presente invención es una aleación de titanio que
tiene una resistencia a temperatura ambiente, una ductilidad a
temperatura ambiente, y una resistencia a la fatiga suficientemente
más altas que las de la aleación convencional basada en
Ti-6Al-4V y la aleación basada en
Ti-Al-Fe, y una superior capacidad
de laminado en caliente y de laminado en frío, de forma que se puede
utilizar para materiales de barras de control de motores de
automóviles, válvulas, y otras partes del automóvil.
Además, la aleación de titanio de tipo \alpha
+ \beta de la presente invención contiene Pd o Ru en cantidades
adecuadas y, por lo tanto, tiene suficiente resistencia a la
corrosión, de forma que se puede utilizar en aplicaciones de uso en
campos petrolíferos submarinos y otras condiciones ambientales
extremas.
Claims (1)
1. Una aleación de titanio, del tipo \alpha +
\beta, de alta resistencia, que contiene, en % en masa, de 4,4% a
menos del 5,5% de Al, de 1,4% a menos de 2,1% de Fe, y de 1,5% a
menos de 5,5% de Mo, opcionalmente uno, o más, de menos de 0,15% de
Ni, menos de 0,25% de Cr, menos de 0,25% de Mn, para sustituir una
parte de dicho Fe, opcionalmente además, uno o más de 0,03% a 0,3%
de Pd y de 0,05% a 0,5% de Ru, y que incluye, como impurezas, Si
rebajado a menos de 0,1%, y C rebajado a menos de 0,01%, y el resto
Ti y las inevitables impurezas.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004-115560 | 2004-04-09 | ||
| JP2004115560 | 2004-04-09 | ||
| JP2004-357724 | 2004-12-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2353231T3 true ES2353231T3 (es) | 2011-02-28 |
Family
ID=43571649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05728402T Active ES2353231T3 (es) | 2004-04-09 | 2005-04-05 | Aleaciã“n de titanio de tipo alfa+beta de alta resistencia. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2353231T3 (es) |
-
2005
- 2005-04-05 ES ES05728402T patent/ES2353231T3/es active Active
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