IT9021393A1 - Leghe gamma di titanio-alluminio modificate con cromo e tungsteno e metodo di preparazione delle stesse - Google Patents

Description

"Leghe gamma di titanio-alluminio modificate con cromo e tungsteno e metodo di preparazione delle stesse"

DESCRIZIONE

RIFERIMENTO A DOMANDE DI BREVETTO CORRELATE

Là 'presente domanda si riferisce alle seguenti domande di brevetto in corso :

Serie No. 138.407, 138 408, 138.476, 138.481', 138.486, depositate il 28 dicembre 1987; Serie no. 201.984, depositata il 3 giugno 1988; serie no. 252.622, 253.659, depositate il 3 ottobre 1988; serie no. 293.035, depositata il 3 gennaio 1989 e serie no. , depositata

(RD-18,642) .

I testi di queste domande di brevetto correlate vengono intesi incorporati nella presente trattazione, a titolo di riferimento.

GENERALITÀ' SULL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce, in generale, a leghe di titanio ed alluminio. In modo più specifico, l'invenzione si riferisce a leghe gamma di titanio ed alluminio che sono state modificate sia rispetto al rapporto stechiometrico, sia rispetto all'aggiunta di cromo e tungsteno.

E' noto che quando l'alluminio viene aggiunto

al metallo titanio, in proporzioni sempre maggiori, varia la forma cristallina della risultante composizione di titanioalluminio. Piccole percentuali di alluminio passano in soluzione solida nel titanio/mentre la forma cristallina rimane quella del titanio alfa. In corrispondenza di concentrazioni più elevate di alluminio, (includenti il 25-35% atomico circa), viene formato un composto intermetallico Ti^Al. n composto Ti^Al presenta una forma cristallina esagonale ordinata, considerata come forma "alfa-2". In corrispondenza dì concentrazioni di alluminio ancora maggiori (con inclusione della gamma del 50-60% atomico di alluminio), viene formato un altro composto intermetallico, TiAl, presentante una forma cristallina tetragonale ordinata, considerata come forma gamma. Il composto gamma, come modificato, rappresenta l'oggetto della presente invenzione.·

La lega di titanio ed alluminio presentante una forma cristallina gamma e con un rapporto stechiometrico pari, approssimativamente, a uno, è un composto intermetallico presentante un modulo di valore elevato, una bassa densità, una elevata conducibilità termica, una resistenza all'ossidazione favorevole ed una buona resistenza allo scorrimento. La relazione fra il modulo e la temperatura, per i composti di TiAl e quelli di altre leghe di titanio, e in relazione a superleghe a base di nichel, è stato rappresentato nella figura 3. Come risulta evidente dalla analisi di questa figura, il composto TiAl presenta il miglior modulo di qualsiasi delle leghe di titanio. Non solo il modulo di TiAl risulta superiore con riferimento a temperature sempre più elevate, ma la velocità di diminuzione del modulo all'aumentare della temperatura, risulta inferiore per TiAl rispetto a quanto si verifica per le altre leghe di titanio. Inoltre, il composto TiAl mantiene un modulo utile a temperature superiori a quelle in corrispondenza delle quali le altre leghe di titanio diventano inutilizzabili. Le leghe basate sul composto intermetallico TiAl rappresentano materiali leggeri molto interessanti per l'uso nel caso in cui vengano richiesti moduli elevati alle elevate temperature e dove viene pure richiesta una buona protezione nei confronti dell'ambiente.

Una delle caratteristiche del composto TiAl che limita l'applicazione reale dello stesso per tali impieghi è rappresentata dalla fragilità che si riscontra a temperatura ambiente. Inoltre la resistenza del composto intermetallico, a temperatura ambiente, deve necessariamente venire migliorata prima che il composto intermetallico TiAl possa venire sfruttato per applicazioni nel campo dei componenti strutturali. I miglioramenti del composto intermetallico TiAl gamma, per aumentare la duttilità e/o la resistenza alla temperatura ambientale, sono ovviamente notevolmente desiderabili allo scopo di permettere l'impiego delle composizioni in questione a temperature più elevate per le quali questi composti risultano appropriati.

Con i benefici potenziali dell'impiego alle temperature elevate e con pesi contenuti, quello che risulta maggiormente desiderato nelle composizioni di TiAl che devono venire utilizzate, è rappresentato da una combinazione di una resistenza e di una duttilità volute alla temperatura ambiente. Una duttilità minima dell'ordine dell'uno percento è accettabile per determinate applicazioni della composizione metallica, mentre duttilità di livello superiori sono maggiormente desiderabili. Una resistenza minima, perchè una composizione possa risultare utile è pari, all'incirca, a 50 ksi, corrispondenti a circa 350 MPa. Tuttavia, materiali presentanti questo livello di resistenza presentano una utilità marginale, mentre resistenze di livello più elevato vengono spesso preferite per determinate applicazioni .

Il rapporto stechiometrico dei composti TiAl gamma può variare entro una certa gamma, senza alterare la struttura cristallina. Il contenuto di alluminio può variare dal 50% circa al 60% circa atomico. Le proprietà delle composizioni TiAl gamma sono tuttavia soggette a variazioni particolarmente significative, come risultato di variazioni relativamente piccole dell'uno percento, o di valore superiore, nel rapporto stechiometrico degli ingredienti rappresentati da titanio ed alluminio. Inoltre, le proprietà vengono influenzate, in modo analogo, dall'aggiunta di quantità relativamente piccole e similari di elementi ternari.

Io ho ora scoperto che ulteriori perfezionamenti possono venire apportati ai composti intermetallici TiAl gamma, per mezzo dell'incorporamento, negli stessi, di una combinazione di elementi additivi, in modo tale che la composizione non solo contenga un elemento additivo ternario, ma anche un elemento additivo quaternario.

inoltre, io ho scoperto che la composizione includente l'elemento additivo quaternario presenta una combinazione unica e desiderabile di proprietà, con inclusione di una duttilità desiderabilmente elevata e di una preziosa resistenza all'ossidazione.

TECNOLOGIA ANTERIORE

Deve essere rilevato che esiste un'ampia letteratura sulle composizioni di titanio-alluminio, con inclusione del composto intermetallico T13AI, dei composti intermetallici TiAl e del composto intermetallico Ti^Al. Il brevetto U.S. 4.294.615, intitolato "Titanium Alloys of thè TiAl Type" contiene una discussione esauriente di leghe del tipo all1alluminuro di titanio, con inclusione del composto intermetallico TiAl. Come evidenziato nella colonna 1, a partire dalla linea 50, nella discussione dei vantaggi e degli svantaggi dei composti TiAl relativamente al composto Ti^Al :

"Risulta evidente che il sistema a leghe

di TiAl gamma ha il potenziale per divenire più leggero, poiché lo stesso contiene

una maggiore quantità di alluminio. Lavori

di laboratorio, condotti negli anni:*50, hanno indicato che le leghe di alluminuro di titanio presentano la capacità potenziale per l'impiego nel campo delle alte temperature, sino a circa 1000°C. Tuttavia, la successiva esperienza pratica con leghe di questo tipo, ha dimostrato che quantunque le stesse presentino l'elevata resistenza alla temperatura, secondo quanto richiesto, queste leghe presentano una duttilità piccola, o nulla, a temperature ambienti e a temperature moderate, vale a dire a temperature comprese ;fra 20° e'550°C. Materiali che sono troppo fragili non possono venire facilmente fabbricati, mentre gli stessi non possono neppure sopportare i minori danni, infrequenti ma inevitabili che si verificano in esercizio, senza che si riscontrino rotture e successivo cedimento degli stessi. Questi materiali non rappresentano materiali utili dal punto di ;vista dell'ingegneria, tali da poter sostituire altre leghe di base". ;E' noto che il sistema a lega TiAl risulta sostanzialmente differente da Ti^Al (come pure da leghe in soluzione solida di Ti), quantunque sia TiAl sia Ti^Al rappresentino composti intermetallici di titanio-alluminio fondamentalmente ordinati. ;Nel brevetto statunitense 4.294.615 precedentemente indicato, in corrispondenza della parte di fondo della colonna 1 è stato riportato : ;"Agli esperti della tecnologia specifica ;risulta evidente che si riscontra una differenza sostanziale tra le due fasi ordinate. Il comportamento, nella formazione della lega e il comportamento trasformazionale di ;Ti^Al assomiglia a quello del titanio, poiché le strutture cristalline esagonali sono ;molto simili. Tuttavia, deve essere rilevato che il composto TiAl presenta una disposizione tetragonale di atomi e, pertanto, caratteristiche di formazione di leghe alquanto differenti. Questa distinzione non ;è stata spesso riconosciuta nella letteratura precedente". ;Il brevetto U.S. 4.294.615 non descrive la formazione di leghe di TiAl con vanadio e carbonio, per 1*ottenimento di determinati miglioramenti nelle proprietà della lega risultante.

Nella Tabella 2 del brevetto U.S. 4.294.615, sono state analizzate due composizioni di TiAl contenenti tungsteno. E' stato indicato che la lega τ A-128 contiene TÌ-48A1-1, OW, mentre la lega T^A-127 è stata descritta come contenente TÌ-48A1-1, OV-1rOW.

Nel testo riportato al di sotto della Tabella 2, è stato indicato che gli "effetti delle aggiunte di elementi alliganti, vengono riassunti nella figura 3 per la lega TÌ-48A1. Facendo riferimento alla Figura 3 può essere rilevato che tutte le aggiunte hanno aumentato la durata di vita nei confronti di una deformazione permanente, mentre può essere pure rilevato che il tungsteno abbassa la duttilità mentre il vanadio aumenta o preserva la stessa: si confronti la lega 128 con la lega 125".

L’influenza del tungsteno nella riduzione della duttilità è stata evidenziata ulteriormente nella colonna 5, a partire dalla riga 51, nell'affermazione che "la maggior parte degli elementi costituiti, ad esempio, da Mo e W tende a diminuire alquanto la duttilità e può ridurre le proprietà di rottura per deformazione permanente."

L'influenza negativa del tungsteno sulla duttilità, a temperatura ambiente, risulta evidente dall'analisi della figura 3. Dalla figura 3 risulta chiaro che l'allungamento % RT della lega 128 contenente l'l% di tungsteno nella lega di base risulta inferiore alla metà di quello della lega di base Ti-Al 48. La duttilità della lega 127 contenente l'l% di tungsteno e l'l% di vanadio nella lega di base risulta ancora inferiore.

Varie pubblicazioni tecniche riguardanti i composti di titanio-alluminio e riguardanti pure le caratteristiche di questi composti sono le seguenti :

1. E.S. Bumps, H.D. Kessler, e M. Hansen, "Titanium-Aluminium System", Journal of Metals, Giugno 1952, pagg. 609-614, TRANSACT IONS AIME, Voi. 194.

2. H.R. Ogden, D.J. Maykuth, W.L. Finlay, e R.I. Jaffee, "Mechanical Properties of High Purity Ti-Al Alloys", Journal of Metals, Febbraio 1953, pagg. 267-272, TRANSACTIONS AIME, Voi. 197.

3. Joseph B. McAndrew, e H.D. Kessler Ti-36 Pct Al as a Base for High Temperature Alloys", Journal of Metals, Ottobre 1956, pagg. 1348-1353, TRANSACTIONS AIME, Voi. 206.

4. Patrick L. Martin, Madan G. Mendiratta, e Harry A. Lispitt, "Creep Deformation óf TiAl and TiAl W Alloys", Metallurgical Transactions A, Volume 14A (Ottobre 1983) pagg. 2171-2174.

5. P.L. Martin, H.A. Lispitt, N.T. Nuhfer, e J.C. Williams, "The Effects of Alloying on thè Microstructure and Properties of Ti^Àl and TiAl", Titanium 80, (Pubblicato dalla American Society for Metals, Warrendale, PA), Voi. 2, pagg. 1245-1254.

Il brevetto U.S. 4.661.316, a nome Hashianoto, descrive il drogaggio di leghe di TiAl con lo O,1-5,0% in peso di manganese, come pure il drogaggio di leghe di TiAl con combinazioni di altri elementi con manganese. Il brevetto di Hashianoto non descrive il drogaggio di TiAl con cromo o con combinazioni di elementi includenti il cromo e, in particolare, non descrive una combinazione di cromo con tungsteno.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per la creazione di composti intermetallici di titanio-alluminio gamma presentanti una migliore duttilità, una migliore resistenza e proprietà correlate a temperatura ambiente.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di migliorare le proprietà dei composti intermetallici di titanio-alluminio a bassa temperatura e a temperature intermedie. Un altro scopo della presente invenzine è quello di fornire una lega di titanio ed alluminio presentante migliori proprietà ed una migliore lavorabilità a basse temperature e a temperature intermedie.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di migliorare la combinazione della duttilità e della resistenza all'ossidazione in una composizione di base TiAl.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di migliorare la resistenza all'ossidazione di composizioni di TiAl.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di apportare dei miglioramenti in una serie di proprietà riguardanti la resistenza, la'duttilità e la resistenza

all 'ossidazione .

Altri scopi risulteranno in parte evidenti e in parte verranno sottolineati nella descrizione che

verrà ora riportata.

In uno degli aspetti più ampi, gli scopi della presente invenzione vengono ottenuti per mezzo dell'impiego di una lega di base di TiAl non stechiometrica, con aggiunta, alla composizione non stechiometrica, di cromo secondo una concentrazione relativamente bassa e di tungsteno secondo una concentrazione pure relativamente bassa. L'aggiunta può essere seguita da una rapida solidificazione del composto intermetallico TiAl, non stechiometrico, contenente cromo. Viene pure contemplata l’aggiunta di cromo, secondo una percentuale atomica approssimativamente compresa fra 1 e 3 e l’aggiunta di tungsteno secondo percentuali atomiche comprese fra 1 e 3.

La composizione che solidifica rapidamente può venire consolidata, ad esempio mediante pressatura isostatica ed estrusione, in modo tale da formare una composizione solida, in accordo con i principi della presente invenzione. La lega proposta dall’invenzione può pure venire prodotta sotto forma di lingotti e può venire trattata adottando la classica metallurgia dei lingotti.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Figura 1 è un grafico a barre illustrante i dati comparativi riguardanti la resistenza allo snervamento e la perdita in peso;

la Figura 2 è un grafico illustrante la relazione intercorrente fra il carico, espresso in libbre, e lo spostamento di una testa a croce, espresso in millesimi di pollice (mil) per composizioni di TiAl con differente stechiometria, misurate in una prova di piegatura a 4 punti e per ; e

la Figura 3 è un grafico illustrante la relazione fra il modulo e la temperatura, per uria determinata serie di leghe.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Deve essere sottolineato il fatto che una serie di studi di base e di studi correnti ha condotto alle rilevazioni sulle quali si basa la presente invenzione, comportanti l'aggiunta combinata di tungsteno e cromo ad un composto di TiAl gamma. I primi ventiquattro esempi riguardano gli studi di base, mentre gli esempi successivi riguardano gli studi correnti.

ESEMPI 1-3

Sono state preparate tre masse fuse individuali contenenti titanio ed alluminio, secondo vari rapporti stechiometrici approssimantisi a quello del composto TiAl.

Le composizioni, le temperature di ricottura ed i risultati delle prove effettuate su queste composizioni, sono stati riportati nella Tabella I.

Per ogni esempio, la lega è stata in primo luogo utilizzata per la formazione di un lingotto mediante fusione ad arco elettrico. Il lingotto è stato convertito in un nastro per mezzo dell'impiego di un processo di estrusione allo stato fuso, operando con una pressione parziale di argon. In entrambi gli stadi del processo di fusione, è stato utilizzato un crogiolo di rame, raffreddato ad acqua, come contenitore per la massa fusa, allo scopo di evitare indesiderabili reazioni da parte del contenitore della massa fusa.

Inoltre, sono state adottate particolari cure per evitare l'esposizione del metallo caldo all'ossigeno, a causa della stretta affinità del titanio per l’ossigeno.

Il nastro rapidamente solidificato, è stato impaccato in un canestro di acciaio che è stato quindi evacuato e successivamente sigillato. Il canestro è stato quindi pressato isostaticamente a caldo, ad una temperatura di 950°C ( 1740°F) per tre ore ad una pressione di 30 ksi. Dal prodotto ottenuto dalla pressatura isostatica a caldo è stata quindi ottenuta una "carota" consolidata del nastro, mediante lavorazine meccanica. Il campione ottenuto per pressatura isostica a caldo era appunto rappresentato da una carota presentante un diametro di circa un pollice ed una lunghezza di circa tre pollici.

La carota è stata quindi collocata assialmente in una apertura centrale presente in una billetta ed è stata quindi sigillata nella stessa. La billetta è stata riscaldata ad una temperatura di 975°C (1787°F) ed è stata quindi estrusa attraverso una matrice, allo scopo di ottenere un rapporto di riduzione pari, approssimativamente, a 7 a 1.

La carota estrusa è stata rimossa dalla billetta ed è stata quindi trattata termicamente;

I campioni estrusi sono stati quindi ricotti alle temperature indicate nella Tabella I per due ore. Il trattamento di ricottura è stato fatto seguire da un trattamento di invecchiamento ad una temperatura di 1000°C per due ore. Mediante lavorazione meccanica sono stati ottenuti dei campioni presentanti le seguenti dimensioni 1,5x3x25,4 mm (0,060 x 0,120 x 1,0 pollici) utilizzati per prove di piegatura a quattro punti a temperatura ambiente. Le prove di piegatura sono state condotte in una attrezzatura per prove di piegatura o di flesisone, a quattro punti, presentante una luce interna di 10 mm (0,4 pollici) ed una luce esterna di 20 mm (0,8 pollici). Sono state quindi registrate le curve rappresentative del carico-spostamento della testa a croce. Sulla base delle curve in tal modo sviluppate, sono state definite le seguenti proprietà :

(1) La resistenza allo snervamento.e la sollecitazione di stiramento in corrispondenza di uno spostamento della testa a croce di un millesimo di pollice (1 mil). Questa entità dello spostamento della testa a croce viene considerata come prima evidenziazione della deformazione plastica e della transizione da deformazione elastica a deformazione plastica. La misura della resistenza allo snervamento e/o della resistenza alla frattura, per mezzo dell'impiego di metodi tradizionali di compressione e di tensione, tende a fornire risultati che risultano inferiori a quelli ottenuti dalla prova di piegatura a quattro punti che è stata condotta nel rilevamento delle misure riportate nel corso della presente trattazione. I livelli più elevati dei risultati derivanti dalle misure di piegatura o di flessione a quattro punti, dovrebbero venire tenuti in considerazione quando questi valori vengono confrontati con i valori ottenuti dai classici metodi di compressione o di tensione'.. Tuttavia, deve essere rilevato che il confronto dei risultati delle misure, in parecchi degli esempi riportati nel corso della presente trattazione, viene effettuato fra prove di piegatura a quattro punti e per tutti i campioni misurati con l'ausilio di questa tecnica, questi confronti sonò alquanto validi nello stabilimento delle differenze riscontrate nelle proprietà di resistenza derivanti dalle differenze nella conposizione o nel trattamento delle composizioni .

2. La resistenza alla frattura è la sollecitazione alla frattura.

3. La deformazione delle fibre esterne è rappresentar. dalla quantità 9,71hd, in cui "h" rappresenta lo spessore del campione, espresso in pollici, mentre "d" è lo spostamento della testa a croce al quale si associa una frattura,espresso in pollici. Dal punto di vista metallurgico, il valore calcolato rappresenta la quantità di deformazione plastica subita in corrispondenza della superficie esterna del campione utilizzato per le prove di piegatura, nel tempo della frattura.

I risultati sono stati riportati nella seguente Tabella I. La Tabella 1 contiene dati concernenti le proprietà dei campioni ricotti ad una temperatura di 1300°C, mentre ulteriori dati concernenti questi campioni sono stati ripor

Risulta evidente, dai dati riportati in questa Tabella I, che la lega 12 per l'Esempio 2 ha presentato la migliore combinazione di proprietà. Questo conferma che le proprietà delle composizioni di Ti-Al risultano molto sensisbili ai rapporti atomici Ti/Al e al trattamento termico adottato. La lega 12 è stata selezionata come lega di base per ulteriori miglioramenti delle proprietà, sulla base di successivi esperimenti che sono stati condotti, in conformità con quanto verrà in seguito descritto.

Risulta pure del tutto evidente che la ricottura condotta a temperature comprese fra 1250°C e 1350°C si traduce nell'ottenimento di campioni di prova presentanti livelli desiderabili di resistenza allo snervamento, resistenza alla frattura e deformazioni delle fibre esterne. Tuttavia, la ricottura condotta ad una temperatura di 14Q0°C, si traduce nell'ottenimento di un campione di prova presentante una resistenza allo snervamento significativamente inferiore (vale a dire inferiore del 20% . circa); una resistenza alla frattura di valore inferiore (del 30% circa inferiore) ed una minore duttilità (inferiore di circa il 78%) rispetto ad un campione di prova ricotto ad una temperatura di 1350°C. II.netto declino riscontrato nelle proprietà è dovuto ad una drammatica variazione nella microstruttura imputabile, a sua volta, ad una estensiva trasformazione beta a temperature apprezzabilmente superiori a 1350°C.

ESEMPI 4 - 13

Sono state preparate dieci masse fuse individuali addizionali per il contenimento di titanio e alluminio, secondo i rapporti atomici designati, come pure additivi secondo parti atomiche percentuali relativamente contenute.

Ognuno dei campioni è stato preparato in accordo con quanto precedentemente descritto con riferimento agli Esempi 1 - 3.

Le composizioni, le temperature di ricottura e i risultati delle prove effettuate sulle composizioni, sono stati elencati nella Tabella II, per confronto con la lega 12 come lega di base per questo confronto.

Per gli Esempi 4 e 5, con trattamento termico ad una temperatura di 1200°C la resistenza allo snervamento non era misurabile poiché è stato riscontrato che la duttilità era di valore essenzialmente nullo. Per il campio-.ne dell'Esempio 5 cne è stato ricotto ad una temperatura di 1300°C, si è verificato un aumento della duttilità, quantunque questo aumento risultasse ancora indesiderabilmente basso.

Per l'Esempio 6 risultano valide le stesse con-·.siderazioni concernenti il campione di prova ricotto ad una temperatura di 1250°C. Per i campioni dell'Esempio 6, che sono stati ricotti a 1300°C e 1350°C, la duttilità è risultata significativa, mentre la resistenza allo snervamento era bassa.

Non é stato riscontrato alcun livello significativo di duttilità in alcuno dei campioni in prova degli altri Esempi.

Dai risultati riportati nella Tabella II, risulta evidente che le serie di parametri che entrano in gioco nella preparazione di composizioni per le prove, risultano al quanto complesse ed intercorrelate. Uno dei parametri è rappresentato dal rapporto atomico del titanio rispetto al rapporto atomico dell'alluminio. Dai dati riportati nella Figura 3 risulta evidente che il rapporto stechiometrico, o il rapporto non stechiometrico, presenta una notevole influenza sulle proprietà delle prove associate alle differenti composizioni.

Un'altra serie di parametri riguarda l'additivo che è stato scelto per l'inclusione nella composizione

TiAl di base. Un primo parametro di questa serie concerne il fatto che un particolare additivo agisca come un sostituente per il titanio o per l'alluminio. Uno specifico metallo può agire nell'uno o nell'altro modo, mentre non esiste una semplice regola con l'ausilio della quale possa venire determinato il ruolo giocato da un particolare additivo. Il significato di questo parametro risulta evidente se si considera l'aggiunta di piccole percentuali atomiche dell'additivo X.

Se X agisce come un sostituto del titanio, una composizione comporterà una concentrazione effettiva di alluminio del 48% atomico ed una concentrazione effettiva di titanio del 52% atomico.

Per contrasto, se l'additivo X agisce come un sostituente dell'alluminio, la composizione risultante presenterà una concentrazione effettiva di alluminio del 52% e una concentrazione effettiva di titanio del 48% atomico.

Conseguentemente, la natura della sostituzione che avviene risulta molto importante, quantunque la stessa risulti notevolmente imprevedibile.

Un altro parametro di questa serie è rappresentato dalla concentrazione dell'additivo.

Un ulteriore parametro che risulta evidente dalla analisi della Tabella II è costituito dalla temperatura di ricottura. La temperatura di ricottura che consente l'ottenimento delle migliori proprietà di resistenza per un additivo, risulta differente per un differente additivo, come può essere facilmente rilevato. Questo risulta evidente dal confronto dei risultati esposti nell'Esempio 6 con quelli riportati nell'Esempio 7.

Inoltre può verificarsi un effetto combinato di concentrazione e di ricottura per l'additivo e, pertanto, può verificarsi un miglioramento ottimale delle proprietà, nel caso in cui si verificasse un miglioramento, in corrispondenza di una certa combinazione della concentrazione dell'additivo e della temperatura di ricottura e, pertanto, concentrazioni maggiori e minori e/o temperature di ricottura maggiori e minori risultano meno efficaci per quanto concerne l'ottenimento di un miglioramento desiderato delle proprietà.

Il contenuto della Tabella II rende evidente il fatto che i risultati ottenibili dall’aggiunta di un elemento ternario ad una composizione non stechiometrica di TiAl sono notevolmente imprevedibili e che la maggior parte dei risultati delle prove risulta insoddisfacente per quanto concerne la duttilità, o la resistenza, o entrambe.

ESEMPI 14 - 17

Un ulteriore parametro delle leghe gamma di alluminuro di titanio, includenti additivi, è rappresentato dal fatto che le combinazioni dell'additivo non si traducono, necessariamente, in combinazioni additive dei vantaggi individuali derivanti dall'inclusione individuale e separata degli stessi additivi.

Quattro campioni addizionali basati sulla lega TiAl sono stati preparati in accordo con quanto precedentemente descritto con riferimento agli Esempi 1 - 3, in modo tale che i campioni in questione contenessero aggiunte individuali di vanadio, niobio e tantalio, secondo quanto riportato nella Tabella III. Queste composizioni rappresentano le composizioni ottimali riportate nelle domande di brevetto in corso, Serie No. 138.476, 138.408 e 138.485, rispettivamente.

La quarta composizione è rappresentata da una composizione che combina il vanadio, il niobio e il tantalio, in una singola lega considerata come lega 48 nella Tabella III.

Dalla Tabella III risulta evidente che le aggiunte individuali costituite da vanadio, niobio e tantalio, sono in grado, su una base individuale, negli Esempi 14, 15 e 16 di comportare, individualmente, un miglioramento sostanziale della lega di base di TiAl. Tuttavia, deve essere rilevato che questi stessi additivi, quando combinati in una singola lega di combinazione non si traducono in una combinazione dei miglioramenti individuali, in un modo additivo. Deve essere rilevato che il caso è completamente inverso.

In primo luogo, la lega 48 che è stata ricotta ad una temperatura di 1350°C, adottata nella ricottura delle leghe individuali, comporta la produzione, come risultato, di un materiale fragile che viene fratturato durante la lavorazione condotta per la preparazione dei campioni di prova.

In secondo luogo, i risultati che sono stati ottenuti per la lega di additivi combinati, ricotta ad una temperatura di 1250°C, risultano molto inferiori a quelli ottenuti per le leghe separate contenenti gli additivi individuali.

in particolare, con riferimento alla duttilità, risulta evidente che il vanadio si è comportato in modo molto soddisfacente nel migliorare sostanzialmente la duttilità della lega 48 dell'Esempio 14. Tuttavia, deve essere rilevato che quando il vanadio viene combinato con gli altri additivi, nella lega 48 dell'Esempio 17, il miglioramento nella duttilità, che si sarebbe dovuto ottenere, non è stato per nulla ottenuto, infatti, la duttilità della lega di base è stata ridotta ad un valore di 0,1.

Inoltre, con riferimento alla resistenza nei confronti dell'ossidazione, deve essere rilevato che il niobio, come additivo della lega 40 evidenzia, chiaramente, un miglioramento veramente sostanziale nella perdita di peso di 4 mg/cm della lega 40, nei confronti della perdita di peso di 31 mg/cni della lega di base. La prova di ossidazione. e la prova complementare di resistenza alla ossidazione, comportano il riscaldamento di un campione che deve venire analizzato, ad una temperatura di 982°C, per un periodo di 48 ore. Dopo che il campione è stato raffreddato, lo stesso viene scrostato, allo scopo di eliminare qualsiasi incrostazione di ossido. Mediante pesatura del campione sia prima, sia dopo il riscaldamento e la scrostatura, è possibile determinare la differenza in peso. La perdita di peso viene determinata, in mg/cm dividendo la perdita totale in peso espressa in grammi, per l'area superficiale del campione espressa in cm . Questa prova di ossidazione rappresenta la prova utilizzata per tutte le misure di ossidazione o di resistenza all'ossidazione, secondo quanto evidenziato nel corso della presente trattazione.

Per la lega 60, con tantalio come additivo, la perdita in peso, per.un campione ricotto ad una temperatura di 1325°C, è stata determinata come pari a 2 mg/cm , mentre queto valore può venire nuovamente posto a confronto con la perdita in peso di 31 mg/cm associata alla lega di base. In altre parole, sulla base di additivi individuali, il niobio e il tantalio, come additivi, sono risultati molto efficaci per il miglioramento della resistenza all'ossidazione della lega di base.

Tuttavia, come risulta evidente dall'Esempio 17 riportato nella Tabella III, la lega 48 che conteneva tutti e tre gli additivi costituiti da vanadio, niobio e tantalio, in combinazione, presenta un aumento della ossidazione, pari all'incirca, al doppio rispetto al valore corrispondente della lega di base. Questo rappresenta un valore di circa sette volte maggiore di quello associato alla lega 40 che conteneva il solo niobio come additivo e di circa quindici volte maggiore di quello associato alla lega 60 che conteneva, come additivo, il solo tantalio.

I vantaggi, o gli svantaggi individuali che derivano dall'uso di additivi individuali confermano più e più volte, il grado di affidabilità di questi additivi, quando impiegati individualmente. Tuttavia, quando gli additivi vengono impiegati in combinazione, l'effetto di un additivo, nella combinazione in una lega di base, può essere alquanto differente dall'effetto provocato dall'additivo stesso quando impiegato, individualmente e separatamente, nella stessa lega di base. Pertanto, è stato scoperto che l'aggiunta di vanadio risulta benefica per quantoconcerne la duttilità di composizioni di titanioalluminio e questo è stato descritto e discusso nella domanda di brevetto Serie n. 138.476. Inoltre, uno degli additivi che è stato riscontrato vantaggioso per quanto concerne la resistenza della lega di base TiAl e che è stato analizzato nella domanda di brevetto in corso Serie No. 138.408 depositata il 28 Dicembre 1987, in accordo con quanto precedentemente descritto, è costituito dal niobio. Inoltre, è stato dimostrato, nella memoria di McAndrews che l'aggiunta individuale del niobio, come additivo, alla lega di base TiAl, può migliorare la resistenza all'ossidazione. In modo analogo, l'aggiunta individuale di tantalio, come supposto da McAndrews, consente di favorire il miglioramento della resistenza all'ossidazione. Inoltre, nella domanda di brevetto Serie No. 138.485, è stato descritto che l'aggiunta di tantalio comporta l'ottenimento di miglioramenti concernenti la duttilità.

In altre parole, è stato riscontrato che il vanadio può contribuire, individualmente, all'ottenimento di vantaggiosi miglioramenti per quanto concerne la duttilità, in un composto gamma di titanio-alluminio e che il tantalio può contribuire, pure individualmente, all'ottenimento di miglioramenti per quanto concerne la duttilità e li.ossidazione. E' stato pure riscontrato, separatamente, che gli additivi costituiti da niobio possono contribuire, in modo benefico, all'aumento delle proprietà di resistenza e di resistenza all'ossidazione della lega di titanio-alluminio. Tuttavia, la titolare ha riscontrato, secondo quanto indicato nell'Esempio 17 che quando il vanadio, il tantalio e il niobio vengono impiegati congiuntamente e combinati, come additivi, in una composizione in lega, la composizione della lega non gode dei benefici delle aggiunte ma, al contrario, si riscontra una netta diminuzione, o perdita delle proprietà della lega TiAl contenente il niobio, il tantalio e il vanadio come additivi. Quanto precedentemente indicato risulta evidente dall'analisi della Tabella III.

Dalla descrizione precedentemente riportata risulta evidente che quantunque possa sembrare che se

due o più elementi additivi presi individualmente, migliorano le caratteristiche della lega TiAl, il loro uso congiunto dovrebbe comportare un ulteriore miglioramento della lega di TiAl, mentre è stato riscontrato che queste aggiunte comportano risultati altamente imprevedibili e che, infatti, per le aggiunte combinate di vanadio, niobio e tantalio si verifica una perdita netta delle proprietà dall'impiego combinato degli additivi combinati, presi congiuntamente, anziché ottenere, come risultato, un guadagno globale combinato benefico delle proprietà.

Tuttavia, dall'esame della Tabella III può essere rilevato che la lega contenente la combinazione delle aggiunte costituite da vanadio, niobio e tantalio, comporta una resistenza alla ossidazione di gran lunga peggiore della lega di base 12 di TiAl dell'Esempio 2. Anche in questo caso, l’inclusione combinata di additivi che consente un miglioramento di una proprietà, su base separata ed individuale, comporta, come risultato, una perdita netta nella proprietà reale che viene migliorata quando gli additivi vengono inclusi su base separata ed individuali.

ESEMPI 18 - 23

Sono stati preparati sei campioni individuali, in accordo con quanto precedentemente descritto con riferimento agli Esempi 1 - 3, tali campioni contenendo alluminuro di titanio modificato con cromo, presentanti le composizioni riportate nella Tabella IV.

La Tabella IV riassume i risultati della prova di piegatura condotta su tutte le leghe, sia standard, sia modificate, nelle varie condizioni di trattamento termico ritenute rilevanti.

Dall'analisi dei risultati riportati nella Tabella IV, risulta evidente la criticità di una combinazione di fattori nella determinazione degli effetti delle aggiunte per la formazione della lega.o delle aggiunte dei droganti, sulle proprietà conferite ad una lega di base. A titolo di esempio, la lega 80 precedentemente riportata , evidenzia una buona serie dì proprietà per una aggiunta di cromo del due percento atomico. Ci si potrebbero aspettare ulteriori miglioramenti da una ulteriore aggiunta di cromo. Tuttavia, l'aggiunta del quattro percento atomico di cromo alle leghe presentanti tre differenti rapporti atomici di TiAl dimostra che l'aumento di concentrazione di un additivo che è stato riscontrato benefico a concentrazioni inferiori, non segue il semplice ragionamento che se una quantità è buona, una quantità maggiore deve necessariamente risultare migliore. Infatti, nel caso di cromo, come additivo, risultano valide le condizioni opposte, il che dimostra che se una certa quantità fornisce buoni risultati, una quantità maggiore fornisce risultati insoddisfacenti .

Come risulta evidente dall'analisi della Tabella IV ognuna delle leghe 49, 79 ed 88 che contiene "più" cromo (quattro percento atomico) evidenzia una resistenza inferiore e anche una deformazione inferiore delle fibre esterne (duttilità) nei confronti della lega di base.

Per contrasto, la lega 38 dell'Esempio 18, contiene il 2% atomico di additivo ed evidenza soltanto una resistenza leggermente ridotta ma comporta una duttilità notevolmente migliorata. Inoltre, può essere osservato che la deformazione misurata delle fibre esterne, della lega 38, è variata, in misura significativa, in funzione delle condizioni del trattamento termico. E' stato ottenuto un aumento rimarchevole nella deformazione delle fibre esterne mediante ricottura a 1250°C. E' stata osservata una minor deformazione operando una ricottura a temperature di valore superiore. Miglioramenti analoghi sono stati osservati per la lega 80 pure contenente soltanto il 2% atomico di additivo, quantunque la temperatura di ricottura fosse di 1300°C, per la duttilità più elevata che è stata ottenuta.

Con riferimento all'Esempio 20, deve essere rilevato che nella lega 87 è stato adottato il 2 % atomico di cromo, mentre la concentrazione di alluminio è aumentata al 50 percento atomico. Questa maggior concentrazione di alluminio comporta una piccola riduzione della duttilità rispetto alla duttilità misurata per composizini contenenti il due percento di cromo, con alluminio nella gamma compresa fra il 46 percento atomico e il 48 percento atomico.

Per la lega 87, è stato riscontrato che la temperatura ottimale per il trattamento termico è pari, all1incirca, a 1350°C.

Dagli Esempi 18, 19 e 20, ad ognuno dei quali si associa la presenza di un additivo in ragione del 2 percento atomico, è stato osservato che la temperatura di ricottura ottimale è aumentata all'aumentare della concentrazione di alluminio.

Da questi dati è stato determinato che la lega 38, che è stata trattata termicamente ad una temperatura di 1250°C, presentava la miglior combinazione di proprietà alla temperatura ambientale. Deve essere rilevato che la temperatura ottimale di ricottura, per la lega 38, con il 46 percento atomico di alluminio, era di 1250°C, mentre la temperatura ottimale per la lega 80 contenente il 48 percento atomico di alluminio, era di 1300°C. i dati ottenutiper la lega 80 sono stati riportati, nella Figura 2, rispetto alle leghe di base.

Questo aumento rimarchevole nella duttilità della lega 38, nel trattamento a 1250°C e della lega 80, nel trattamento termico a 1300°C, è risultato inaspettato, come descritto nella domanda di brevetto in corso Serie No. 138.485, depositata il 28 Dicembre 1987.

Quello che risulta evidente dai dati contenuti nella Tabella IV, è che la modifica delle composizioni di TiAl per migliorare le proprietà delle composizioni, rappresenta una impresa molto complessa ed imprevedibile. Ad esempio, risulta evidente che il cromo, in ragione di un livello del 2 percento atomico non comporta un aumento molto,sostanziale della duttilità della composizione, quando il rapporto atomico di TiAl risulta in una gamma appropriata e quando la temperatura di ricottura della composizione risulta compresa in una gamma appropriata per le aggiunte di cromo. Risulta pure evidente, dalla analisi dei dati della Tabella IV, che quantunque ci si potesse aspettare un maggior effetto nel miglioramento delle proprietà, per mezzo di un aumento del livello di additivo, si verifica invece il caso inverso, poiché l'aumento della duttilità che è stato ottenuto in corrispondenza di un livello del 2 percento atomico viene invertito e perso quando il cromo viene aumentato sino al livello del 4 percento atomico. Inoltre, risulta evidente che il livello del 4 percento non risulta efficace nel migliorare le proprietà della lega TiAl anche se viene effettuata una variazione sostanziale nel rapporto atomico del titanio rispetto all'alluminio, mentre è stata adottata una gamma sostanziale di temperature di ricottura nello studio delle prove concernenti la variazione delle proprietà che si associano all'aggiunta delle concentrazioni di livello maggiore dell'additivo.

ESEMPIO 24

Sono stati preparati dei campioni di leghe presentanti la seguente composizione

Sono stati preparati dei campioni di prova della lega, adottando due differenti modi o metodi di preparazione, mentre le proprietà di ogni campione sono state misurate mediante prova di tensione. I metodi utilizzati e i risultati ottenuti sono stati riportati nella Tabella V.

Nella Tabella V sono stati elencati i risultati per campioni della lega 38 che sono stati preparati in accordo con gli Esempi 18 e 24, adottando due metodi differenti e distinti di preparazione delle leghe, allo scopo di formare le leghe dei rispettivi esempi. Inoltre sono stati adottati metodi di prova per i campioni di metallo preparati partendo dalla lega 38 dell'Esempio 18 e, separatamente, per la lega 38 dell'Esempio 24, tali metodi essendo differenti dai metodi di prova adottati per i campioni degli esempi precedenti.

Facendo nuovamente riferimento, in primo luogo, all'Esempio 18, deve essere rilevato che la lega di questo esempio è stata preparata con l'ausilio del metodo precedentemente evidenziato, con riferimento agli Esempi 1 - 3. Il metodo comporta una rapida solidificazione e un rapido consolidamento. Inoltre, per l'Esempio 18, la prova non è stata condotta in accordo con la prova di piegatura a quattro punti che è stata utilizzata con riferimento a tutti gli altri dati riportati nelle tabelle precedentemente citate e, in particolare, per l'Esempio 18 della Tabella IV. Al contrario, il metodo di prova adottato era rappresentato da un metodo di prova per trazione, più tradizionale, in accordo con il quale i campioni di metallo sono stati preparati come barrette per prove di tensione, tali barrette essendo state sottoposte a prove di trazione, sino all'allungamente» del metallo e all’eventuale rottura delle barrette. Ad esempio, facendo nuovamente riferimento all'Esempio 18 della Tabella V, deve essere rilevato che la lega 38 è stata preparata sotto forma di barrette per prove di trazione, tali barrette per prove di trazione essendo state assoggettate ad una forza di trazione sino a quando si è verificato uno snervamento, o estensione della barretta in corrispondenza di un valore di 93 ksi.

La resistenza allo snervamento, espressa in ksi dell'Esempio 18 della Tabella V, misurata su di una barretta per prove di trazione, può essere confrontata con la resistenza allo snervamento, espressa in ksi dell’Esempio 18 della Tabella IV, tale valore essendo stato misurato mediante una prova di piegatura a quattro punti. In generale, nella pratica metallurgica, la resistenza allo snervamento, determinata mediante allungamento della barra mediante prove di trazione, viene usata, più generalmente e rappresenta una misura più generalmente accettata per scopi nel campo dell’ingegneria.

In modo analogo, il carico di rottura, espresso in ksi di valore pari a 108, rappresenta quel carico in corrispondenza del quale la barretta per prove di trazione dell’Esempio 18 della Tabella V si è rotta come risultato della prova di trazione. Questa misura viene posta in riferimento alla resistenza alla frattura, in ksi per l'Esempio 18 nella Tabella V. Risulta evidente che le due prove differenti si traducono .in due misure differenti per tutti i dati.

Facendo ora riferimento all'allungamento plastico, deve essere rilevato che, anche in questo caso, si riscontra una correlazione fra i risultati che sono stati determinati dalle prove di piegatura a quattro punti, secondo quanto evidenziato nella Tabella IV precedentemente riportata, con riferimento all'Esempio 18, e l’allungamento plastico, in percento, evidenziato nell'ultima colonna della Tabella V per l'Esempio 18.

Facendo nuovamente riferimento alla Tabella V, deve essere rilevato che l'Esempio 24 è stato indicato nella colonna intestata "metodo di trattamento", come preparato con l'ausilio della metallurgia dei lingotti. Come adottato nel corso della presente trattazione, l’espressione "metallurgia dei lingotti" si riferisce ad una metallurgia comprendente la fusione degli ingredienti della lega 38 nelle proporzioni riportate nella Tabella V e corrispondenti, esattamente, alle proporzioni evidenziate con riferimento all'Esempio 18. In altre parole, le composizioni della lega 38 per l'Esempio 18 e per l'Esempio 24 risultano identiche. La differenza fra i due esempi è rappresentata dal fatto che la lega dell'Esempio 18 è stata preparata mediante rapida solidificazione, mentre la lega dell'Esempio 24 è stata preparata con l'ausilio della metallurgia dei lingotti. Anche in questo caso, deve essere rilevato che la metallurgia dei lingotti comporta una fusione degli ingredienti e la solidificazione degli ingredienti in modo tale da formare un lingotto. Il metodo di rapida solidificazione comporta la formazione di un nastro mediante il metodo di estrusione allo stato fuso, seguito dal consolidamento del nastro in un campione di metallo coerente, completamente denso.

Nella procedura di fusione, per l'ottenimento di lingotti dell'Esempio 24, il lingotto viene preparato in modo tale da presentare un diametro di circa 2" ed uno spessore di circa 1/2", con una forma approssimata da disco da hockey su ghiaccio. Dopo la fusione e la solidificazione del lingotto, sotto forma di un disco da hockey su ghiaccio, il lingotto è stato racchiuso entro un elemento anulare di acciaio, presentante uno spessore di parete pari, all’incirca, a 1/2" e uno spessore verticale che concorda con quello del lingotto costituito dal disco da hockey su ghiaccio. Prima di venire racchiuso all'interno dell'anello di trattenuta, il lingottto sotto forma di disco da hockey su ghiaccio è stato omogeneizzato, mediante riscaldamento ad una temperatura di 1250°C, per due ore. Il complesso costituito dal disco da hockey su ghiaccio e dall'anello di contenimento, è stato riscaldato ad una temperatura pari all'incirca, a 975°C. Il campione riscaldato e l'anello di contenimento, sono stati forgiati in modo tale da ottenere uno spessore pari, approssimativamente, alla metà dello spessore originale. Dopo le operazioni di forgiatura e di raffreddamento del campione, sono stati preparati dei provini per prove di trazione, corrispondenti ai classici provini per prove di trazione, preparati per l'Esempio 18. Questi provini per prove di trazione sono stati assoggettati alle stesse prove di trazione, di tipo tradizionale, del tipo impiegato con riferimento all'Esempio 18, mentre la resistenza allo snervamento, il carico di rottura e l'allungamento plastico, derivati da queste prove, sono stati riportati nella Tabella V, per l’Esempio 24. Come risulta evidente dall'analisi della Tabella V, i vari campioni di prova individuali sono stati sottoposti a differenti temperature di ricottura prima dello svolgimento delle reali prove di trazione.

Per l'Esempio 18 della Tabella V, la temperatura di ricottura adottata per il campione per prove di trazione era di 1250°C. Per i tre campioni della lega 38 dell'Esempio 24 della Tabella V i campioni sono stati individualmente ricotti alle tre differenti temperature riportate nella Tabella V e, in modo specifico, alle temperature di 1225°C, 1250°C e 1275°C. Dopo questo trattamento di ricottura, condotto per circa due ore, i campioni sono stati sottoposti alle classiche prove di trazione e i risultati sono stati nuovamente riportati, nella Tabella V, per i tre provini per prove di trazione, trattati separatamente .

Facendo ora nuovamente riferimento ai risultati delle prove/riportati nella Tabella V, risulta evidente che le resistenze allo snervamento determinate per la lega solidificata rapidamente, sono alquanto superiori a quelle determinate per campioni di metallo trattati in accordo con la metallurgia dei lingotti. Inoltre, risulta evidente che l'allungamento plastico dei campioni preparati attraverso la metallurgia dei lingotti presentano, in generale, una duttilità superiore a quella dei campioni preparati mediante un metodo di rapida solidificazione. I risultati riportati con riferimento all'Esempio 24 dimostrano che quantunque le misure di resistenza allo snervamento siano alquanto inferiori a quelle dell'Esempio 18, le stesse risultano completamente adeguate per varie applicazioni in motori aeronautici e in altri impieghi industriali. Tuttavia, sulla base delle misure di duttilità e dei risultati delle misure, secondo quanto riportato nell'Esempio 24, il guadagno in duttilità rende la lega 38, preparata attraverso la fase di metallurgia dei lingotti^una lega molto desiderabile ed unica per quelle applicazioni che richiedono una duttilità di livello superiore. In termini generali, è ben noto che il trattamento condotto con l’ausilio della metallurgia dei lingotti risulta di gran lunga meno costoso del trattamento condotto attraverso le fasi di estrusione allo stato fuso o di rapida solidificazione poiché non esiste la necessità di una fase costosa di estrusione allo stato fuso, mentre non viene neppure richiesta la fase di consolidamento che deve seguire la fase di estrusione allo stato fuso.

ESEMPIO 25

Un campione di una lega è stato preparato mediante metallurgia dei lingotti, essenzialmente in accordo con quanto descritto con riferimento all'Esempio 24. Gli ingredienti della massa fusa risultavano in accordo con la seguente formula:

Gli ingredienti sono stati formati in una massa fusa e la massa fusa è stata colata in modo tale da ottenere un lingotto, il lingotto presentava un diametro di circa 2 pollici (50,8 millimetri) ed uno spessore di circa 0,5 pollici (12,7 millimetri).

Il lingotto è stato omogeneizzato mediante riscaldamento a 1250°C per due ore.

Il lingotto, che si presentava generalmente sotto forma di un disco da hockey su ghiaccio è stato racchiuso, lateralmente, in un nastro anulare di acciaio presentante uno spessore di parete di circa mezzo pollice (12,7 millimetri) e presentante uno spessore verticale concordante, in modo identico, con lo spessore del lingotto sagomato a disco da hockey su ghiaccio.

Il complesso comprendente il lingotto sotto forma di un disco da hockey su ghiaccio e l'anello di trattenuta corrispondente, è stato riscaldato ad una temperatura di circa 975°C, con successiva forgiatura a questa temperatura; La forgiatura ha comportato una riduzione dello spessore del lingotto sotto forma di un disco da hockey su ghiaccio sino alla metà dello spessore originale.

Dopo che il lingotto forgiato è stato raffreddato, tre spinotti sono stati ottenuti mediante lavorazione a macchina, dal lingotto, in modo tale da poterli utilizzare per tre differenti trattamenti termici. I tre differenti spinotti sono stati ricotti separatamente, per due ore, a tre temperature differenti, secondo quanto riportato nella Tabella. VI. Dopo una ricottura individuale, i tre spinotti sono stati fatti invecchiare, ad una temperatura di 1000°C, per due ore.

Dopo le operazioni di ricottura e di invecchiamento, ogni spinotto è stato lavorato meccanicamente in modo tale da ottenere una barretta tradizionale per prove di trazione e sono state quindi effettuate prove tradizionali di trazione su queste tre barrette risultanti. I risultati delle prove di trazione .sono stati riportati nella Tabella VI.

Come risulta evidente dall'analisi della Tabella VI, i tre campioni della lega 141 sono stati individualmente ricotti a tre temperature differenti e, in modo specifico, a 1275°C, 1300°C e 1325°C. La resistenza allo snervamento di questi campioni è risultata sostanzialmente migliorata nei confronti della lega di base 12. Ad esempio il campione ricotto a 1300°C presentava un guadagno del 50% circa per quanto concerne la resistenza allo snervamento e un guadagno del 27% circa nella resistenza alla frattura. Questo guadagno di resistenza è stato ottenuto con una perdita del 30 percento circa in duttilità.

Tuttavia, i risultati riportati nella Tabella VI indicano pure cne si è verificato un miglioramento eccezionale nella resistenza all'ossidazione. Questo perfezionamento consisteva in una riduzione nell'ossidazione provocante una perdita in peso del 96 percento circa. I dati della Tabella VI sono stati riportati, in grafico, nella Figura 1 .

La resistenza sostanzialmente migliorata, la duttilità particolarmente sfruttabile e la resistenza all'ossidazione migliorata in misura notevole, quando considerate congiuntamente, rendono unica questa composizione di.alluminuro di titanio di tipo gamma.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Lega di titanio-alluminio modificata con cromo e tungsteno, consistente essenzialmente di titanio, alluminio, cromo e tungsteno, secondo il seguente rapporto atomico approssimato :
2. 2. Lega di titanio-alluminio modificata con cromo e tungsteno, consistente essenzialmente di titanio, alluminio e tungsteno, secondo il seguente rapporto atomico approssimato :
3. 3. Lega di titanio-alluminio modificata con cromo e tungsteno, consistente essenzialmente di titanio, alluminio e tungsteno, secondo il seguente rapporto atomico approssimato :
4. 4. Lega di titanio-alluminio modificata con cromo e tungsteno', consistente essenzialmente di titanio, alluminio e tungsteno, secondo il seguente rapporto atomico approssimato :
5. 5. Lega secondo la rivendicazione 1, detta lega venendo preparata con l'ausilio della metallurgia dei lingotti .
6. 6. Lega secondo la rivendicazione 2, detta lega venendo preparata con l'ausilio della metallurgia dei lingotti .
7. 7. Lega secondo la rivendicazione 3, detta lega venendo preparata con l'ausilio della metallurgia dei lingotti .
8. 8. Lega secondo la rivendicazione 4, detta lega venendo preparata con l'ausilio della metallurgia dei lingotti .
9. 9. Lega secondo la rivendicazione 5, detta lega essendo sottoposta ad un trattamento termico a temperature comprese fra 1250°C e 1350°C.
10. 10. Lega secondo la rivendicazione 6, detta lega essendo sottoposta ad un trattamento termico a temperature comprese fra 1250°C e 1350°C.
11. 11. Lega secondo la rivendicazione 7, detta lega essendo sottoposta ad un trattamento termico a temperature comprese fra 1250°C e 1350°C.
12. 12. Lega secondo la rivendicazione 8, detta lega essendo sottoposta ad un trattamento termico a temperature comprese fra 1250°C e 1350°C.
13. 13. Componente strutturale per l'impiego ad alte temperature e quando viene richiesta una elevata resistenza, detto componente essendo formato da una lega di titanio-al luminio modificata con cromo e tungsteno, consistente essenzialmente di titanio, alluminio, cromo e tungsteno secondo il seguente rapporto atomico approssimato :
14. 14. Componenente della rivendicazione 13, in cui il componente è un componente strutturale di un motore a getto.
15. 15. Componente secondo la rivendicazione 13, in cui il componente viene rinforzato mediante un rinforzo filamentare.
16. 16. Componente, secondo la rivendicazione 15, in cui il rinforzo filamentare è costituito da filamenti di carburo di silicio.