RU2172359C1 - Titanium-base alloy and product made thereof - Google Patents

Titanium-base alloy and product made thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2172359C1
RU2172359C1 RU99124918A RU99124918A RU2172359C1 RU 2172359 C1 RU2172359 C1 RU 2172359C1 RU 99124918 A RU99124918 A RU 99124918A RU 99124918 A RU99124918 A RU 99124918A RU 2172359 C1 RU2172359 C1 RU 2172359C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
alloy
ti
mo
fe
Prior art date
Application number
RU99124918A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.Н. Каблов
В.Н. Моисеев
Н.В. Сысоева
Original Assignee
Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
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 Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов filed Critical Государственное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Priority to RU99124918A priority Critical patent/RU2172359C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2172359C1 publication Critical patent/RU2172359C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy more particularly titanium-base alloys intended for using as structural high-resistant material for designing power structures of aviation and cosmic engineering. SUBSTANCE: alloy comprises, wt %: Al, 4.5-6.5; Mo, 4.0-6.0; V, 4.0-6.0; Cr, 0.5-2.0; Fe, 0.5-2.0; C, 0.01- 0.6; O2, 0.02-0.2; H2O, 0.001-0.3; N2O, 0.01-0.05; B, 0.01-0.6, Si, 0.01- 0.6; Nd, 0.01-0.7; and Ti, the balance. EFFECT: greater strength, higher heat resistance and plasticity in combination with high modulus of standard elasticity, at room and elevated temperatures; greater operate reliability and service life of products increased by 10-15 %and weight reduced by 15-25 %. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе титана, предназначенных для использования в качестве конструкционного высокопрочного и жаропрочного материала для создания силовых конструкций авиакосмической техники. The invention relates to metallurgy of alloys based on titanium, for use as a structural high-strength and heat-resistant material for creating load-bearing structures of aerospace engineering.

Известен сплав на основе [1] следующего химического состава, мас.%: Known based alloy [1] of the following composition, wt.%:
Al - 4,4 - 5,9 Al - 4,4 - 5,9
Mo - 4,0 - 5,5 Mo - 4,0 - 5,5
V - 4,0 - 5,5 V - 4,0 - 5,5
Cr - 0,5 - 2,0 Cr - 0,5 - 2,0
Fe - 0,5 - 1,5 Fe - 0,5 - 1,5
C - До 0,1 C - 0.1
O 2 - До 0,2 O 2 - 0.2 Before
H 2 - До 0,015 H 2 - Up to 0,015
Ti - Остальное Ti - Other
Данный сплав применяется для изготовления поковок и штамповок конструкционного назначения в изделиях авиационной техники, например: детали силового набора, шасси, механизации крыла и др. The alloy used for production of forgings constructional purposes a product aeronautical engineering, for example: details of the power set chassis lift flap and others.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе титана [2] следующего химического состава, мас.%: The closest analogue, taken as a prototype, is an alloy based on titanium [2] the following chemical composition, wt.%:
Al - 4,3 - 6,0 Al - 4,3 - 6,0
Mo - 4,0 - 5,6 Mo - 4,0 - 5,6
V - 4,0 - 5,6 V - 4,0 - 5,6
Cr - 0,5 - 1,5 Cr - 0,5 - 1,5
Fe - 0,5 - 1,5 Fe - 0,5 - 1,5
Zr - 0,03 - 0,5 Zr - 0,03 - 0,5
C - 0,01 - 0,2 C - 0,01 - 0,2
O 2 - 0,02 - 0,2 O 2 - 0.02 - 0.2
H 2 - 0,003 - 0,3 H 2 - 0.003 - 0.3
N 2 - 0,01 - 0,05 N 2 - 0.01 - 0.05
Cu - 0,003 - 0,15 Cu - 0,003 - 0,15
Ni - 0,003 - 0,15 Ni - 0,003 - 0,15
Ti - Остальное Ti - Other
Из этого сплава изготавливают конструктивные детали силового набора (шасси, нервюры, детали механизации крыла и т.д.), а также диски и лопатки компрессора низкого давления в авиационных двигателях. This alloy is produced structural parts of the power set (the chassis, ribs, parts lift flap, etc.), as well as wheels and the low pressure compressor blades in aircraft engines.

Основными недостатками известных сплавов и изделий из них является невозможность получения на крупногабаритных полуфарикатах сочетания высокого уровня прочности, жаропрочности и высокой пластичности и модулем нормальной упругости. The main disadvantages of known alloys and their products is the inability to obtain large polufarikatah combination of high level of strength, heat resistance and ductility and high modulus of elasticity.

Технической задачей изобретения является повышение прочности, жаропрочности и пластичности сплава на основе титана в сочетании с высоким модулем нормальной упругости при комнатной и повышенной температурах. An object of the invention is to improve the strength, heat resistance and ductility of the alloy based on titanium in combination with high modulus of elasticity at room and elevated temperatures.

Поставленная задача достигается тем, что сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, хром, железо, углерод, кислород, водород и азот, дополнительно содержит бор, кремний и неодим при следующем соотношении компонентов, мас.%: The objective is achieved in that an alloy based on titanium, containing aluminum, vanadium, chromium, iron, carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen further comprises boron, silicon and neodymium in the following ratio, wt.%:
Al - 4,5 - 6,5 Al - 4,5 - 6,5
Mo - 4,0 - 6,0 Mo - 4,0 - 6,0
V - 4,0 - 6,0 V - 4,0 - 6,0
Cr - 0,5 - 2,0 Cr - 0,5 - 2,0
Fe - 0,5 - 2,0 Fe - 0,5 - 2,0
C - 0,01 - 0,6 C - 0,01 - 0,6
O 2 - 0,02 - 0,2 O 2 - 0.02 - 0.2
H 2 - 0,001 - 0,03 H 2 - 0.001 - 0.03
N 2 - 0,01 - 0,05 N 2 - 0.01 - 0.05
B - 0,01 - 0,6 B - 0,01 - 0,6
Si - 0,01 - 0,6 Si - 0,01 - 0,6
Nd - 0,01 - 0,7 Nd - 0,01 - 0,7
Ti - Остальное Ti - Other
Предлагаемый сплав может быть применен для изготовления деталей силового набора в конструкциях самолета, а также для изготовления дисков и лопаток в авиационной двигателя. The alloy may be applied for manufacturing parts of the power set in aircraft structures and also for manufacturing discs and blades in aircraft engines.

Особо следует указать на положительное совместное влияние Si, C, B и Nd на свойства сплава и изделия из него. A notable example of a positive joint effect Si, C, B and Nd alloy on the properties and articles thereof. В этом случае наблюдается наиболее благоприятное сочетание прочности, жаропрочности, пластичности и модуля нормальной упругости. In this case, there is the most favorable combination of strength, heat resistance, ductility and normal modulus of elasticity. При заявленном содержании компонентов в предлагаемом сплаве авторами установлено, что полученный эффект достигается не только за счет выделения известных интерметаллических фаз, но главным образом за счет выделения соединений типа Ti x Ng y (Si, C, B, N, O) z , которые оказывают существенное влияние на повышение уровня прочности, жаропрочности (500 o C), модуля нормальной упругости при комнатной и повышенной температурах и пластичности. When claimed Content of components in the proposed alloy authors found that the resulting effect is achieved not only by selection of known intermetallic phases, but primarily due to the isolation of the compounds of type Ti x Ng y (Si, C , B, N, O) z, which have significant effect on improvement of strength, creep strength (500 o C), modulus of elasticity at room and elevated temperatures and ductility.

Методом вакуумно-дугового плавки получены слитки данных сплавов массой 10 кг. The method of vacuum-arc melting ingots of these alloys were obtained, weighing 10 kg. После ковки, горячей прокатки и механической обработки получены обточенные прутки-электроды диаметром 55 - 60 мм. After forging, hot rolling and machining rods produced lathed-electrodes with a diameter of 55 - 60 mm. После центробежного распыления электродов на гранулы, компактирования гранул методом горячего изостатического прессования в газостате, обработки давлением и термической обработки в электрических печах на образцах сплавов предлагаемых составов были определены механически свойства, которые приведены в табл. After centrifugal atomization electrode into pellets, granules compaction by hot isostatic pressing in gazostat, pressure treatment and heat treatment in the electric furnace for samples of alloys proposed formulations mechanical properties were determined, which are shown in Table. 1. one.

Из табл. Table. 1 видно, что предлагаемый сплав обладает более высокими механическими свойствами по сравнению со свойствами прототипа: прочность при комнатной температуре повышается на 4,3 - 10,4%, пластичность на 4,4 - 14,4%, модуль нормальной упругости при комнатной температуре на 5 - 26,9%, модуль нормальной упругости при температуре 500 o C на 19 - 40%, длительная прочность при 500 o C за 100 ч - на 10 - 43%. 1 shows that the alloy has higher mechanical properties in comparison with the prototype the following properties: strength at room temperature is increased by 4.3 - 10.4%, the ductility of 4.4 - 14.4%, modulus of elasticity at room temperature 5 - 26.9%, modulus of elongation at 500 o C of 19 - 40%, the creep rupture strength at 500 o C for 100 hours - 10 - 43%.

Применение предлагаемого сплава позволит повысить эксплуатационную надежность и ресурс изделий на 10 - 15%, а также снизить их вес на 15 - 25% The application of the alloy will enhance the operational reliability and service life of products in the 10 - 15%, and to reduce their weight by 15 - 25%
Литература Literature
1. Сплав ВТ22, ГОСТ 19807-74 "Титан и титановые сплавы, обрабатываемые давлением (марки)". 1. Alloy VT22, GOST 19807-74 "Titanium and titanium alloys processed pressure (stamps)".

2. Патент РФ N 2082802, кл. 2. RF Patent N 2082802, cl. C 22 C 14/00, 1996 (бюл. N 18). C 22 C 14/00, 1996 (Bul. N 18).

Claims (1)

1. Сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, ванадий, хром, железо, углерод, кислород, водород и азот, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бор, кремний и неодим при следующем соотношении компонентов, мас.%: 1. An alloy based on titanium, containing aluminum, molybdenum, vanadium, chromium, iron, carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen, characterized in that it further comprises boron, silicon and neodymium in the following ratio, wt.%:
Al - 4,5 - 6,5 Al - 4,5 - 6,5
Mo - 4,0 - 6,0 Mo - 4,0 - 6,0
V - 4,0 - 6,0 V - 4,0 - 6,0
Cr - 0,5 - 2,0 Cr - 0,5 - 2,0
Fe - 0,5 - 2,0 Fe - 0,5 - 2,0
С - 0,01 - 0,6 C - 0.01 - 0.6
O 2 - 0,02 - 0,2 O 2 - 0.02 - 0.2
H 2 - 0,001 - 0,03 H 2 - 0.001 - 0.03
N 2 - 0,01 - 0,05 N 2 - 0.01 - 0.05
В - 0,01 - 0,6 B - 0.01 - 0.6
Si - 0,01 - 0,6 Si - 0,01 - 0,6
Nd - 0,01 - 0,7 Nd - 0,01 - 0,7
Ti - Остальное Ti - Other
2. Изделие, выполненное из сплава на основе титана, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава следующего химического состава, мас.%: 2. An article formed from a titanium based alloy, characterized in that it is made of an alloy of the following composition, wt.%:
Al - 4,5 - 6,5 Al - 4,5 - 6,5
Mo - 4,0 - 6,0 Mo - 4,0 - 6,0
V - 4,0 - 6,0 V - 4,0 - 6,0
Cr - 0,5 - 2,0 Cr - 0,5 - 2,0
Fe - 0,5 - 2,0 Fe - 0,5 - 2,0
С - 0,01 - 0,6 C - 0.01 - 0.6
O 2 - 0,02 - 0,2 O 2 - 0.02 - 0.2
H 2 - 0,001 - 0,03 H 2 - 0.001 - 0.03
N 2 - 0,01 - 0,05 N 2 - 0.01 - 0.05
В - 0,01 - 0,6 B - 0.01 - 0.6
Si - 0,01 - 0,6 Si - 0,01 - 0,6
Nd - 0,01 - 0,7 Nd - 0,01 - 0,7
Ti - Остальное- Ti - the rest is
RU99124918A 1999-11-25 1999-11-25 Titanium-base alloy and product made thereof RU2172359C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99124918A RU2172359C1 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Titanium-base alloy and product made thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99124918A RU2172359C1 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Titanium-base alloy and product made thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2172359C1 true RU2172359C1 (en) 2001-08-20

Family

ID=48231183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99124918A RU2172359C1 (en) 1999-11-25 1999-11-25 Titanium-base alloy and product made thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2172359C1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8048240B2 (en) 2003-05-09 2011-11-01 Ati Properties, Inc. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
US8499605B2 (en) 2010-07-28 2013-08-06 Ati Properties, Inc. Hot stretch straightening of high strength α/β processed titanium
US8568540B2 (en) 2004-05-21 2013-10-29 Ati Properties, Inc. Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
US8652400B2 (en) 2011-06-01 2014-02-18 Ati Properties, Inc. Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys
US9050647B2 (en) 2013-03-15 2015-06-09 Ati Properties, Inc. Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys
RU2566113C2 (en) * 2010-01-22 2015-10-20 ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. Alloying of high-strength titan
US9192981B2 (en) 2013-03-11 2015-11-24 Ati Properties, Inc. Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material
US9206497B2 (en) 2010-09-15 2015-12-08 Ati Properties, Inc. Methods for processing titanium alloys
US9255316B2 (en) 2010-07-19 2016-02-09 Ati Properties, Inc. Processing of α+β titanium alloys
US9777361B2 (en) 2013-03-15 2017-10-03 Ati Properties Llc Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys
US9869003B2 (en) 2013-02-26 2018-01-16 Ati Properties Llc Methods for processing alloys
US10094003B2 (en) 2015-01-12 2018-10-09 Ati Properties Llc Titanium alloy
US10435775B2 (en) 2010-09-15 2019-10-08 Ati Properties Llc Processing routes for titanium and titanium alloys

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8048240B2 (en) 2003-05-09 2011-11-01 Ati Properties, Inc. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
US9796005B2 (en) 2003-05-09 2017-10-24 Ati Properties Llc Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
US8597442B2 (en) 2003-05-09 2013-12-03 Ati Properties, Inc. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products of made thereby
US8597443B2 (en) 2003-05-09 2013-12-03 Ati Properties, Inc. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
US10422027B2 (en) 2004-05-21 2019-09-24 Ati Properties Llc Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
US8623155B2 (en) 2004-05-21 2014-01-07 Ati Properties, Inc. Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
US9523137B2 (en) 2004-05-21 2016-12-20 Ati Properties Llc Metastable β-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
US8568540B2 (en) 2004-05-21 2013-10-29 Ati Properties, Inc. Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
RU2566113C2 (en) * 2010-01-22 2015-10-20 ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ, ИНК. Alloying of high-strength titan
US10053758B2 (en) 2010-01-22 2018-08-21 Ati Properties Llc Production of high strength titanium
US9255316B2 (en) 2010-07-19 2016-02-09 Ati Properties, Inc. Processing of α+β titanium alloys
US10144999B2 (en) 2010-07-19 2018-12-04 Ati Properties Llc Processing of alpha/beta titanium alloys
US9765420B2 (en) 2010-07-19 2017-09-19 Ati Properties Llc Processing of α/β titanium alloys
US8834653B2 (en) 2010-07-28 2014-09-16 Ati Properties, Inc. Hot stretch straightening of high strength age hardened metallic form and straightened age hardened metallic form
US8499605B2 (en) 2010-07-28 2013-08-06 Ati Properties, Inc. Hot stretch straightening of high strength α/β processed titanium
US9206497B2 (en) 2010-09-15 2015-12-08 Ati Properties, Inc. Methods for processing titanium alloys
US9624567B2 (en) 2010-09-15 2017-04-18 Ati Properties Llc Methods for processing titanium alloys
US10435775B2 (en) 2010-09-15 2019-10-08 Ati Properties Llc Processing routes for titanium and titanium alloys
US8652400B2 (en) 2011-06-01 2014-02-18 Ati Properties, Inc. Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys
US9616480B2 (en) 2011-06-01 2017-04-11 Ati Properties Llc Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys
US10287655B2 (en) 2011-06-01 2019-05-14 Ati Properties Llc Nickel-base alloy and articles
US9869003B2 (en) 2013-02-26 2018-01-16 Ati Properties Llc Methods for processing alloys
US10337093B2 (en) 2013-03-11 2019-07-02 Ati Properties Llc Non-magnetic alloy forgings
US9192981B2 (en) 2013-03-11 2015-11-24 Ati Properties, Inc. Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material
US9050647B2 (en) 2013-03-15 2015-06-09 Ati Properties, Inc. Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys
US9777361B2 (en) 2013-03-15 2017-10-03 Ati Properties Llc Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys
US10370751B2 (en) 2013-03-15 2019-08-06 Ati Properties Llc Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys
US10094003B2 (en) 2015-01-12 2018-10-09 Ati Properties Llc Titanium alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IJ Recent developments in light alloys
US4557893A (en) Process for producing composite material by milling the metal to 50% saturation hardness then co-milling with the hard phase
US4623388A (en) Process for producing composite material
Bania Beta titanium alloys and their role in the titanium industry
US5366570A (en) Titanium matrix composites
EP1666618B1 (en) Ni based superalloy and its use as gas turbine disks, shafts and impellers
KR920001629B1 (en) High modulus al alloys
Froes et al. Powder metallurgy of light metal alloys for demanding applications
ES2236510T3 (en) Precipoitacion hardenable stainless steel of very high strength and an elongated strip made from this.
EP0295008B1 (en) Aluminium alloy composites
CA2116987C (en) Creep resistant titanium aluminide alloy
RU2289637C2 (en) Nickel base alloy
RU2169782C1 (en) Titanium-based alloy and method of thermal treatment of large-size semiproducts from said alloy
CN100567534C (en) Hot processing and hot treatment method for high-temperature titanium alloy with high heat resistance and high thermal stabilization
EP0224016B1 (en) Wrought aluminium alloy of the type al-cu-mg having a high strength in the temperature range between 0 and 250o c
CA1088784A (en) Elimination of carbide segregation to prior particle boundaries
AU633028B2 (en) Heat treatment for aluminum-lithium based metal matrix composites
EP0396236B1 (en) High strength alpha-beta titanium-base alloy
US7875132B2 (en) High temperature aluminum alloys
CN1353204B (en) High-irregularity multi-element alloy
US5332545A (en) Method of making low cost Ti-6A1-4V ballistic alloy
US4443249A (en) Production of mechanically alloyed powder
JPH10195563A (en) Ti alloy excellent in heat resistance and treatment thereof
US4849168A (en) Ti-Al intermetallics containing boron for enhanced ductility
JP2005076052A (en) Titanium alloy with improved rigidity and strength

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101126