RU2192493C2 - Titanium-based alloy and article made from such alloy - Google Patents

Titanium-based alloy and article made from such alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2192493C2
RU2192493C2 RU2000131631A RU2000131631A RU2192493C2 RU 2192493 C2 RU2192493 C2 RU 2192493C2 RU 2000131631 A RU2000131631 A RU 2000131631A RU 2000131631 A RU2000131631 A RU 2000131631A RU 2192493 C2 RU2192493 C2 RU 2192493C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
titanium
strength
molybdenum
iron
Prior art date
Application number
RU2000131631A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000131631A (en
Inventor
Ю.А. Грибков
Е.Н. Каблов
В.Н. Моисеев
А.И. Хорев
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 RU2000131631A priority Critical patent/RU2192493C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2192493C2 publication Critical patent/RU2192493C2/en
Publication of RU2000131631A publication Critical patent/RU2000131631A/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy; manufacture of titanium alloys used for high-strength structural materials for airframe members. SUBSTANCE: titanium-based high-strength alloy contains, mass-%: aluminum, 2.0 to 4.0; molybdenum, 5.5 to 8.0; iron, 0.4 to 0.8; vanadium, 8.5 to 10.5; chromium, 0.4 to 0.8; niobium, 2.1 to 3.0; silicon, 0.11 to 0.35 and titanium being the remainder. EFFECT: enhanced ultimate strength, relative elongation and high-temperature strength of alloy. 3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к созданию титановых сплавов, предназначенных для использования в качестве высокопрочных материалов конструкций планера самолета. The invention relates to non-ferrous metallurgy, and in particular to the creation of titanium alloys intended for use as high-strength materials for aircraft glider structures.

Известен сплав на основе титана состава, мас.%:
Алюминий - 3-7
Молибден - 0,2-5
Железо - ≤0,3
Ниобий - 0,2-4
Никель - 0,5-5
Вольфрам - 0,06-2
Молибден и никель (сумма) - ≤5
Титан - остальное [1]
Этот сплав обладает невысокими характеристиками предела прочности, относительного удлинения и жаропрочности.
Known alloy based on titanium composition, wt.%:
Aluminum - 3-7
Molybdenum - 0.2-5
Iron - ≤0.3
Niobium - 0.2-4
Nickel - 0.5-5
Tungsten - 0.06-2
Molybdenum and Nickel (amount) - ≤5
Titanium - the rest [1]
This alloy has low characteristics of tensile strength, elongation and heat resistance.

Изделия, изготовленные из данного сплава (такие, как нервюры и стрингера внутреннего набора и т.п.), из-за невысоких значений предела прочности и относительного удлинения не могут быть использованы в ответственных силовых конструкциях. Products made from this alloy (such as ribs and stringers of the internal set, etc.), due to the low values of tensile strength and elongation cannot be used in critical power structures.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе титана следующего состава, мас.%:
Алюминий - 2,0-6,0
Молибден - 5,0-10,0
Железо - 0,1-4,0
Никель - 0,3-4,0
Ванадий - 0,1-10,0
Хром - 2,0-12,0
Титан - остальное [2]
Сплав-прототип обладает также недостаточно высокими значениями предела прочности, относительного удлинения и жаропрочности. Изделия, изготовленные из данного сплава (такие, как обшивка фюзеляжа, оперение планера и т.п.), не могут длительно эксплуатироваться при температурах выше 250oС из-за охрупчивания сплава.
The closest analogue taken as a prototype is an alloy based on titanium of the following composition, wt.%:
Aluminum - 2.0-6.0
Molybdenum - 5.0-10.0
Iron - 0.1-4.0
Nickel - 0.3-4.0
Vanadium - 0.1-10.0
Chrome - 2.0-12.0
Titanium - the rest [2]
The prototype alloy also has insufficiently high values of tensile strength, elongation and heat resistance. Products made from this alloy (such as fuselage skin, glider plumage, etc.) cannot be used for a long time at temperatures above 250 o C due to embrittlement of the alloy.

Технической задачей изобретения является повышение предела прочности, относительного удлинения и характеристик жаропрочности сплава. An object of the invention is to increase the tensile strength, elongation and heat resistance characteristics of the alloy.

Техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, железо, ванадий, хром, который дополнительно содержит ниобий, кремний при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Алюминий - 2,0-4,0
Молибден - 5,5-8,0
Железо - 0,4-0,8
Ванадий - 8,5-10,5
Хром - 0,4-0,8
Ниобий - 2,1-3,0
Кремний - 0,11-0,25
Титан - остальное
и изделие (такие, как конструкции предкрылков, воздуховоды двигателя, торсионы и т.п.), выполненное из него.
The technical problem is achieved by the fact that the proposed alloy based on titanium containing aluminum, molybdenum, iron, vanadium, chromium, which additionally contains niobium, silicon in the following ratios of components, wt.%:
Aluminum - 2.0-4.0
Molybdenum - 5.5-8.0
Iron - 0.4-0.8
Vanadium - 8.5-10.5
Chrome - 0.4-0.8
Niobium - 2.1-3.0
Silicon - 0.11-0.25
Titanium - the rest
and an article (such as slat structures, engine ducts, torsion bars, etc.) made from it.

Авторами установлено, что совместное введение ниобия и кремния при предложенном содержании компонентов в сплаве на основе титана способствует упрочнению сплава за счет модифицирования структуры и упрочнения границ зерен, а также повышает жаропрочность за счет образования интерметаллидов в структуре сплава. The authors found that the combined introduction of niobium and silicon at the proposed content of components in the titanium-based alloy contributes to the hardening of the alloy by modifying the structure and hardening grain boundaries, and also increases the heat resistance due to the formation of intermetallic compounds in the alloy structure.

Слитки предлагаемого сплава и сплава-прототипа приготавливали методом двойного переплава в вакуумных дуговых печах в пределах состава предлагаемого сплава и сплава - прототипа (1,2, 3 и 4 соответственно, см. табл.1). Ingots of the proposed alloy and prototype alloy were prepared by the double remelting method in vacuum arc furnaces within the composition of the proposed alloy and the prototype alloy (1,2, 3, and 4, respectively, see Table 1).

Слитки ковали на слябы, а затем их в горячем состоянии в α+β -области прокатывали на листы толщиной 3,5 мм. Далее в холодном состоянии листы прокатывали на конечную толщину 1,5 мм с промежуточными отжигами. The ingots were forged into slabs, and then hot in the α + β region, they were rolled onto sheets with a thickness of 3.5 mm. Then, in the cold state, the sheets were rolled to a final thickness of 1.5 mm with intermediate annealing.

Из листов толщиной 1,5 мм изготавливали образцы, которые затем подвергали упрочняющей термической обработке. В соответствии с ГОСТами на образцах определяли предел прочности, относительное удлинение и предел длительной прочности (жаропрочность, см. табл.2). Samples were made from sheets with a thickness of 1.5 mm, which were then subjected to hardening heat treatment. In accordance with GOSTs, the ultimate strength, elongation, and long-term tensile strength (heat resistance, see Table 2) were determined on the samples.

Как видно из табл.2, механические свойства предлагаемого сплава превышают механические свойства сплава-прототипа: предел прочности на 8,5%, относительное удлинение на 30%, предел длительной прочности на 10,5%. As can be seen from table 2, the mechanical properties of the proposed alloy exceed the mechanical properties of the prototype alloy: tensile strength by 8.5%, elongation by 30%, long-term strength by 10.5%.

Применение предлагаемого сплава на основе титана и изделий, выполненных из него, обеспечит снижение массы конструкций на 20-25%, снижение затрат на электроэнергию в 1,3 раза, а также улучшение экологии производства за счет проведения термической обработки в защитной атмосфере. The use of the proposed alloy based on titanium and products made from it will provide a reduction in the mass of structures by 20–25%, a 1.3-fold reduction in energy costs, and an improvement in the ecology of production through heat treatment in a protective atmosphere.

Литература
1. Заявка 1-55350, Япония
2. Патент 1479855, Великобритания.
Literature
1. Application 1-55350, Japan
2. Patent 1479855, Great Britain.

Claims (1)

1. Сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, железо, ванадий, хром, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ниобий и кремний при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Алюминий - 2,0-4,0
Молибден - 5,5-8,0
Железо - 0,4-0,8
Ванадий - 8,5-10,5
Хром - 0,4-0,8
Ниобий - 2,1-3,0
Кремний - 0,11-0,25
Титан - Остальное
2. Изделие из сплава на основе титана, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава следующего химического состава, мас. %:
Алюминий - 2,0-4,0
Молибден - 5,5-8,0
Железо - 0,4-0,8
Ванадий - 8,5-10,5
Хром - 0,4-0,8
Ниобий - 2,1-3,0
Кремний - 0,11-0,25
Титан - Остальное
1. An alloy based on titanium containing aluminum, molybdenum, iron, vanadium, chromium, characterized in that it additionally contains niobium and silicon in the following ratio, wt. %:
Aluminum - 2.0-4.0
Molybdenum - 5.5-8.0
Iron - 0.4-0.8
Vanadium - 8.5-10.5
Chrome - 0.4-0.8
Niobium - 2.1-3.0
Silicon - 0.11-0.25
Titanium - Else
2. The product of an alloy based on titanium, characterized in that it is made of an alloy of the following chemical composition, wt. %:
Aluminum - 2.0-4.0
Molybdenum - 5.5-8.0
Iron - 0.4-0.8
Vanadium - 8.5-10.5
Chrome - 0.4-0.8
Niobium - 2.1-3.0
Silicon - 0.11-0.25
Titanium - Else
RU2000131631A 2000-12-19 2000-12-19 Titanium-based alloy and article made from such alloy RU2192493C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000131631A RU2192493C2 (en) 2000-12-19 2000-12-19 Titanium-based alloy and article made from such alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000131631A RU2192493C2 (en) 2000-12-19 2000-12-19 Titanium-based alloy and article made from such alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2192493C2 true RU2192493C2 (en) 2002-11-10
RU2000131631A RU2000131631A (en) 2003-01-27

Family

ID=20243532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000131631A RU2192493C2 (en) 2000-12-19 2000-12-19 Titanium-based alloy and article made from such alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2192493C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228966C1 (en) * 2002-11-25 2004-05-20 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Titanium-based alloy
US7753312B2 (en) 2003-07-08 2010-07-13 Airbus Deutschland Gmbh Lightweight structure especially for an aircraft and method for making such a structure
RU2566125C1 (en) * 2014-12-18 2015-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Welded titanium-based alloy
CN108504897A (en) * 2018-07-05 2018-09-07 西安航空学院 A kind of forging method of near β type titanium alloys and the titanium alloy rod bar
RU2812206C1 (en) * 2023-04-04 2024-01-25 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" High-strength titanium-based alloy and product made from it

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2228966C1 (en) * 2002-11-25 2004-05-20 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение Titanium-based alloy
US7753312B2 (en) 2003-07-08 2010-07-13 Airbus Deutschland Gmbh Lightweight structure especially for an aircraft and method for making such a structure
RU2566125C1 (en) * 2014-12-18 2015-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Welded titanium-based alloy
CN108504897A (en) * 2018-07-05 2018-09-07 西安航空学院 A kind of forging method of near β type titanium alloys and the titanium alloy rod bar
RU2812206C1 (en) * 2023-04-04 2024-01-25 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" High-strength titanium-based alloy and product made from it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bania Beta titanium alloys and their role in the titanium industry
JP6104164B2 (en) High strength and ductile alpha / beta titanium alloy
CN108754231A (en) Lightweight high-intensity high resiliency titanium alloy and its implementation
CN104169449A (en) Titanium alloy with improved properties
CA2493399A1 (en) Al-cu alloy with high toughness
AU2011305922A1 (en) High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock
JPH08253844A (en) Aluminum-containing iron-based alloy useful as electrical resistance heating element
CA2493403A1 (en) High damage tolerant al-cu alloy
HU896605D0 (en) Process for carrying of alloys based on aluminium by scattering
JPH01298127A (en) Intermetallic compound tial-base lightweight heat-resisting alloy
CN104818408B (en) High-strength Ti-Al-Fe-Si alloy and preparation method thereof
CN104532056A (en) High temperature titanium alloy and preparation method thereof
US5160554A (en) Alpha-beta titanium-base alloy and fastener made therefrom
CN105331849A (en) Ti2AlNb base alloy
WO1998022629A2 (en) A new class of beta titanium-based alloys with high strength and good ductility
JP3101280B2 (en) Manufacturing method of Al-based alloy and Al-based alloy product
US20200071806A1 (en) Creep Resistant Titanium Alloys
RU2192493C2 (en) Titanium-based alloy and article made from such alloy
JPH0762474A (en) Alpha+beta type titanium alloy
CN107326313A (en) A kind of heat treatment method of adjustment α β diphasic titanium alloy tissues
EP0202791A1 (en) Titanium alloys
RU2614356C1 (en) Titanium-based alloy and product made from it
RU2122040C1 (en) Titanium-base alloy
CN101545084B (en) Processing process for Ti5Mo5V2Cr3Al alloy beta crystal grain automatic-refining
Yi et al. Microstructure and property relationship controllable by thermomechanical processing of Mg-Al-Zn-Y-Ca alloy sheets