RU2203974C2 - Titanium-based alloy - Google Patents

Titanium-based alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2203974C2
RU2203974C2 RU2001112580/02A RU2001112580A RU2203974C2 RU 2203974 C2 RU2203974 C2 RU 2203974C2 RU 2001112580/02 A RU2001112580/02 A RU 2001112580/02A RU 2001112580 A RU2001112580 A RU 2001112580A RU 2203974 C2 RU2203974 C2 RU 2203974C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
max
titanium
alloy
pipes
corrosion resistance
Prior art date
Application number
RU2001112580/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001112580A (en
Inventor
В.В. Тетюхин
В.Г. Смирнов
И.В. Левин
Original Assignee
ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
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 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение filed Critical ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority to RU2001112580/02A priority Critical patent/RU2203974C2/en
Publication of RU2001112580A publication Critical patent/RU2001112580A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203974C2 publication Critical patent/RU2203974C2/en

Links

Images

Classifications

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

Abstract

FIELD: titanium-based alloy possessing high technological effectiveness for manufacture of seamless pipes for aerospace engineering. SUBSTANCE: proposed titanium-based alloy contains the following components, mass-%: aluminum, 2.5-4.0; vanadium, 2.5- 4.0;molybdenum, 2.0-3.5;zirconium, 0.4-1.5; iron, 0.25 max; nitrogen, 0.03 max; oxygen, 0.15 max; carbon, 0.01-0.1; other mixtures total, 0.3 max and the remainder being titanium. Alloy may additionally contain palladium and ruthenium. Proposed alloy possesses high strength and pliability together with considerable expansion of pipes and corrosion resistance. EFFECT: enhanced strength and corrosion resistance. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к созданию новых сплавов на основе титана, обладающих технологичностью при изготовлении бесшовных холоднодеформированных труб для трубопроводов гидравлических систем аэрокосмической техники и морских судов. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to new alloys based on titanium having processability in the manufacture of seamless cold-worked pipes for hydraulic piping aerospace systems and ships.

Титановые сплавы благодаря высокой прочности и низкой плотности при высокой коррозионной стойкости применяются для гидравлических систем аэрокосмической техники, в которых концевые фитинги труб получают сваркой или способом высокоэластичного запрессовывания. Titanium alloys due to the high strength and low density with high corrosion resistance are used for hydraulic systems of aerospace technology, where the end pipe fittings produced by welding or highly elastic means being embedded.

Однако титановые сплавы являются труднодеформируемыми при получении фитингов способом эластичного запрессовывания. However, titanium alloys are hard-fitting manner in the preparation of elastic being embedded.

Одним из основных промышленных титановых сплавов, который применяется в гидравлических системах, является сплав Тi-3Аl-2,5V, который обладает хорошей технологичностью при холодной прокатке, позволяет получать фитинги способом эластичного запрессовывания при минимальных значениях предела прочности 620 МПа, предела текучести 515 МПа (AMS 4943D, трубы бесшовные, гидравлические, из титанового сплава Ti-3,0Al-2,5V, отожженные UNSR 56320). One major industrial titanium alloys, which is used in the hydraulic systems, is the alloy Ti-3Al-2,5V, which has good processability during cold rolling, the method allows to obtain an elastic fittings being embedded at the minimum values ​​of tensile strength 620 MPa, yield strength 515 MPa ( AMS 4943D, seamless pipes, hydraulic, titanium alloy Ti-3,0Al-2,5V, annealed UNSR 56320).

Известен титановый сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: Known titanium alloy comprising the following components, wt.%:
Алюминий - 2,5-4,5 Aluminum - 2.5-4.5
Ванадий - 2,0-3,0 Vanadium - 2.0-3.0
Молибден - 0,5-2,0 Molybdenum - 0.5-2.0
Цирконий - 0,5-2,0 Zirconium - 0.5-2.0
Железо - 0,20 max Iron - 0,20 max
Азот - 0,03 max Nitrogen - 0,03 max
Кислород - 0,15 max Oxygen - 0,15 max
Заявка DE N 19533743 А1, кл. Application of N DE 19533743 A1, cl. С 22 С 14/00, публ. C 22 C 14/00, publ. 13.03.97 - прототип. 03/13/97 - prototype.

Данный сплав пригоден для горячего деформирования, производства горячедеформированных и бесшовных холоднокатанных труб, сплав обладает сочетанием высоких характеристик прочности, технологической пластичности и коррозионной стойкости. This alloy is suitable for hot working, production of hot and cold rolled seamless tubes, the alloy has a combination of high strength characteristics, technological plasticity and corrosion resistance. В то же время пластичность при раздаче труб и при получении фитингов способом эластичного запрессовывания не достаточна. At the same time, the ductility in the distribution of pipes and fittings in the preparation method is not sufficient elastic being embedded.

Задачей изобретения является создание титанового сплава, обладающего сочетанием высоких характеристик прочности, технологической пластичности и коррозионной стойкости, пригодного для изготовления бесшовных холоднокатанных труб для гидравлических систем аэрокосмической техники и морских судов и позволяющего получать концевые фитинги труб способом эластичного запрессовывания. The object of the invention is to provide a titanium alloy with combination of high strength characteristics, technological plasticity and corrosion resistance, suitable for the manufacture of cold-rolled seamless pipes for hydraulic systems of aerospace and marine vessels and which allows to obtain the end pipe fittings being embedded elastic manner.

Решение задачи обеспечивает титановый сплав, содержащий алюминий, ванадий, молибден, цирконий, железо, азот, кислород, который дополнительно содержит углерод и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: Solution of the problem provides a titanium alloy containing aluminum, vanadium, molybdenum, zirconium, iron, nitrogen, oxygen, which additionally contains carbon and components are taken in the following ratio, wt.%:
Алюминий - 2,5-4,0 Aluminum - 2.5-4.0
Ванадий - 2,5-4,0 Vanadium - 2.5-4.0
Молибден - 2,0-3,5 Molybdenum - 2.0-3.5
Цирконий - 0,4-1,5 Zirconium - 0.4-1.5
Железо - 0,25 max Iron - 0,25 max
Азот - 0,03 max Nitrogen - 0,03 max
Кислород - 0,15 max Oxygen - 0,15 max
Углерод - 0,01-0,1 Carbon - 0.01-0.1
Сумма примесей - 0,3 max Amount of impurities - 0,3 max
Титан - остальное Titan - the rest
Сплав на основе титана дополнительно также содержит палладий или рутений в количестве, мас.%: Titanium-based alloy additionally also contains palladium or ruthenium in an amount, wt.%:
Палладий - 0,03-0,1 Palladium - 0.03-0.1
Рутений - 0,03-0,3 Ruthenium - 0.03-0.3
Нижний предел содержания легирующих элементов: мас.%: The lower limit of the content of alloying elements, wt.%:
Аl (2,5), V (2,5), Мо (2,0), Zr (0,4), примесей внедрения Fe (0,05), N (0,005), O (0,05) и углерода С (0,01) является минимальным, при котором обеспечивается высокая прочность (σ в = 690 МПа, σ 0,2 =530 МПа) и пластичность (δ= 18,4%) при раздаче трубы до 1,43 раза от исходного внешнего диаметра. Al (2,5), V (2,5), Mo (2,0), Zr (0,4), of interstitial impurities Fe (0,05), N (0,005), O (0,05) and carbon C (0.01) is the minimum at which ensures high strength (σ in = 690 MPa, σ 0,2 = 530 MPa) and ductility (δ = 18,4%) in the distribution pipe up to 1.43 times the external source diameter. Высокая пластичность при колодной прокатке труб и раздаче труб достигается за счет повышения содержания β-фазы, обеспечивающей повышение пластичности за счет большого количества плоскостей скольжения в кристаллической решетке и деформацию α-фазы в объеме β-фазы в условиях всестороннего сжатия. High ductility Kolodny rolling pipes and distribution pipes is achieved by increasing the content of β-phase provides ductility increase due to the large number of sliding planes in the crystal lattice and deformation of α-phase to β-phase volume in the hydrostatic compression.

Верхний предел содержания легирующих элементов, мас.%: Аl (4,0) и Zr (1,5) в сочетании с максимальным содержанием β -стабилизаторов V (4,0), Мо (3,5), примесей внедрения Fe (0,25), N (0,03), О (0,15) и углерода С (0,1) позволяет сохранить достаточную пластичность (δ>17,7%) при раздаче трубы до 1,4 раза, при высокой прочности (σ в =932 МПа, σ 0,2 =738 МПа). The upper limit of the content of alloying elements, wt.%: Al (4.0) and Zr (1,5) in combination with the maximum content of β -stabilizers V (4,0), Mo (3,5), Fe interstitial impurities (0 , 25), N (0,03), G (0,15), and carbon C (0.1) allows to maintain sufficient ductility (δ> 17,7%) in the distribution pipe up to 1.4 times, with high strength ( σ a = 932 MPa, σ 0,2 = 738 MPa).

Дальнейшее увеличение содержания алюминия, циркония и примесей внедрения приводит к увеличению количества α-фазы, ее упрочнению и снижению пластичности. Further increase in aluminum content, zirconium and interstitial impurities increases the amount of α-phase, its hardening and decrease of ductility. Увеличение содержания β-стабилизаторов (ванадия и молибдена) снижает стабильность сплава, приводит к увеличению размеров зерен при термообработке, что также снижает пластичность сплава. Increasing the content of β-stabilizers (Vanadium and molybdenum) reduces the alloy stability, increases the grain size during heat treatment, which also reduces the alloy ductility.

Введение в сплав углерода в количестве 0,01-0,1% способствует повышению прочностных и пластических характеристик сплава и позволяет использовать его для изготовления трубопроводов гидравлических систем, работающих в сложных условиях. Introducing carbon alloy in an amount of 0.01-0.1% contributes to the strength and ductility characteristics of the alloy and allows to use it for the manufacture of pipes of hydraulic systems working under difficult conditions.

При содержании углерода менее 0,01 величина предела текучести недостаточна для обеспечения работоспособности труб в гидравлических системах. When the carbon content is less than 0.01 the value of yield strength is insufficient to ensure the efficiency of the pipes in hydraulic systems. При содержании углерода более 0,1 снижается пластичность при раздаче труб и возможность соединения трубы с фитингом методом эластичного запрессовывания. When the carbon content of more than 0.1 is reduced ductility in the distribution of pipes and pipe joints with possibility of fitting by elastic being embedded.

Дополнительное легирование палладием и рутением в заявленных пределах позволяет увеличить коррозионную стойкость сплава в морской среде при использовании сплава в трубопроводах морских судов. Additional alloying with palladium and ruthenium in the claimed limits increases the corrosion resistance of the alloy in the marine environment when the alloy is used in pipelines vessels.

Введение дополнительных элементов палладия и рутения выше заявленных значений увеличивает стоимость сплава без существенных преимуществ в коррозионной стойкости, а снижение содержания ниже заявленных значений не обеспечивает необходимой коррозионной стойкости при длительной эксплуатации в условиях воздействия морской воды. Introduction of additional elements palladium and ruthenium values ​​stated above increases the cost of the alloy without significant benefits in corrosion resistance, and reduction of the values ​​stated below do not provide the required corrosion resistance for long term use in the environment of seawater exposure.

Примеры. Examples.

Для исследования свойств были выплавлены в вакуумной дуговой печи слитки сплавов заявленного состава (табл.1) и изготовлены трубы с внешним диаметром 1 дюйм и толщиной стенки 0,051 дюйма. To investigate the properties were melted in a vacuum arc furnace ingots of alloys of the claimed composition (Table 1) and are made with an external tube diameter of 1 inch and a wall thickness of 0.051 inches.

Механические и коррозионные свойства труб из исследуемых сплавов приведены в табл.2. Mechanical and corrosion properties of the pipes of the alloys listed in Table 2.

Из результатов испытаний видно, что сплав заявленного состава обладает высокими показателями прочности и технологической пластичности в сочетании с высокой раздачей и коррозионной стойкостью, соответствует требованиям, предъявляемым к трубам, работающим в гидравлических системах аэрокосмической техники и морских судов. From the test results show that the claimed alloy composition has high strength and technological plasticity coupled with high corrosion resistance and distribution, meets the requirements for pipes running in the hydraulic systems of aerospace and marine vessels.

Раздача внешнего диаметра определялась как отношение внешнего диаметра образца после раздачи к исходному внешнему диаметру образца. The distribution of the outer diameter defined as the ratio of the external diameter of the sample after dispensing to the original outer diameter of the sample.

Все образцы раздачу выдержали и были сняты с испытаний из-за потери устойчивости на опорных торцах образцов или потери продольной устойчивости. All samples survived the distribution and were removed from the test due to the loss of stability in supporting the ends of sample loss or longitudinal stability.

Claims (1)

1. Сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, молибден, цирконий, железо, азот, кислород, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углерод при следующем соотношении компонентов, маc. 1. An alloy based on titanium, containing aluminum, vanadium, molybdenum, zirconium, iron, nitrogen, oxygen, characterized in that it additionally contains carbon in the following ratio, wt. %: %:
Алюминий - 2,5-4,0 Aluminum - 2.5-4.0
Ванадий - 2,5-4,0 Vanadium - 2.5-4.0
Молибден - 2,0-3,5 Molybdenum - 2.0-3.5
Цирконий - 0,4-1,5 Zirconium - 0.4-1.5
Железо - 0,25 max Iron - 0,25 max
Азот - 0,03 max Nitrogen - 0,03 max
Кислород - 0,15 max Oxygen - 0,15 max
Углерод - 0,01-0,1 Carbon - 0.01-0.1
Остальные примеси в сумме - 0,3 max The other impurities in total - 0,3 max
Титан - Остальное Titanium - The rest
2. Сплав на основе титана, отличающийся тем, что дополнительно содержит палладий или рутений в количестве, мас. 2. An alloy based on titanium, characterized in that it additionally contains palladium or ruthenium in an amount, by weight. %: %:
Палладий - 0,03-0,1 Palladium - 0.03-0.1
Рутений - 0,03-0,3 Ruthenium - 0.03-0.3
RU2001112580/02A 2001-05-07 2001-05-07 Titanium-based alloy RU2203974C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001112580/02A RU2203974C2 (en) 2001-05-07 2001-05-07 Titanium-based alloy

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001112580/02A RU2203974C2 (en) 2001-05-07 2001-05-07 Titanium-based alloy
EP20020739008 EP1392876B1 (en) 2001-05-07 2002-05-07 Titanium-base alloy
PCT/RU2002/000227 WO2002090607A1 (en) 2001-05-07 2002-05-07 Titanium-base alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001112580A RU2001112580A (en) 2003-03-20
RU2203974C2 true RU2203974C2 (en) 2003-05-10

Family

ID=20249439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001112580/02A RU2203974C2 (en) 2001-05-07 2001-05-07 Titanium-based alloy

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1392876B1 (en)
RU (1) RU2203974C2 (en)
WO (1) WO2002090607A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502819C1 (en) * 2012-04-19 2013-12-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Titanium-base alloy
RU2582171C1 (en) * 2015-04-27 2016-04-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Titanium-based alloy
RU2583566C1 (en) * 2014-12-24 2016-05-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" METHOD FOR PRODUCING COLD-DEFORMED SEAMLESS PIPES MADE OF TITANIUM ALLOY Ti-3Al-2,5V
RU2614229C1 (en) * 2016-03-01 2017-03-23 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Titanium-based alloy
RU2669959C2 (en) * 2014-04-28 2018-10-17 Рти Интернатионал Металс, Инк. Titanium alloy, the parts, which are manufactured from it and method of its application

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040221929A1 (en) 2003-05-09 2004-11-11 Hebda John J. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
US7837812B2 (en) 2004-05-21 2010-11-23 Ati Properties, Inc. Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
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
US8499605B2 (en) 2010-07-28 2013-08-06 Ati Properties, Inc. Hot stretch straightening of high strength α/β processed titanium
US8613818B2 (en) 2010-09-15 2013-12-24 Ati Properties, Inc. Processing routes for titanium and titanium alloys
US9206497B2 (en) 2010-09-15 2015-12-08 Ati Properties, Inc. Methods for processing titanium alloys
US8652400B2 (en) 2011-06-01 2014-02-18 Ati Properties, Inc. Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys
US9869003B2 (en) 2013-02-26 2018-01-16 Ati Properties Llc Methods for processing alloys
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
US10094003B2 (en) 2015-01-12 2018-10-09 Ati Properties Llc Titanium alloy
CN108893632A (en) * 2018-08-03 2018-11-27 燕山大学 A kind of tough corrosion resistant Ti alloy and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5025418A (en) * 1973-03-02 1975-03-18
JP2797913B2 (en) * 1993-08-11 1998-09-17 住友金属工業株式会社 Cold workability and high corrosion resistance titanium alloys having excellent weldability
DE19533743A1 (en) * 1995-09-12 1997-03-13 Vladislav Prof Tetjuchine Titanium alloy with high resistance to corrosion
US6228189B1 (en) * 1998-05-26 2001-05-08 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho α+β type titanium alloy, a titanium alloy strip, coil-rolling process of titanium alloy, and process for producing a cold-rolled titanium alloy strip
WO2001011095A1 (en) * 1999-08-09 2001-02-15 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo Verkhnesaldinskoe Metallurgicheskoe Proizvodstvennoe Obiedinenie (Oao Vsmpo) Titanium alloy

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502819C1 (en) * 2012-04-19 2013-12-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Titanium-base alloy
RU2669959C2 (en) * 2014-04-28 2018-10-17 Рти Интернатионал Металс, Инк. Titanium alloy, the parts, which are manufactured from it and method of its application
RU2583566C1 (en) * 2014-12-24 2016-05-10 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" METHOD FOR PRODUCING COLD-DEFORMED SEAMLESS PIPES MADE OF TITANIUM ALLOY Ti-3Al-2,5V
RU2582171C1 (en) * 2015-04-27 2016-04-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Titanium-based alloy
RU2614229C1 (en) * 2016-03-01 2017-03-23 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Titanium-based alloy

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002090607A8 (en) 2003-08-07
EP1392876A1 (en) 2004-03-03
WO2002090607A1 (en) 2002-11-14
EP1392876B1 (en) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4294615A (en) Titanium alloys of the TiAl type
KR100689783B1 (en) Austenitic stainless steel for hydrogen gas and method for production thereof
CN100451153C (en) High strength stainless steel pipe excellent in corrosion resistance for use in oil well and method for production thereof
Ostermann Improved fatigue resistance of Al-Zn-Mg-Cu (7075) alloys through thermomechanical processing
JP2826974B2 (en) Corrosion-resistant duplex stainless steel
AU609738B2 (en) Corrosion resistant high strength nickel-base
CA2485122C (en) Alpha-beta ti-al-v-mo-fe alloy
US6860948B1 (en) Age-hardenable, corrosion resistant Ni—Cr—Mo alloys
CN100564570C (en) An austenitic steel and a steel product
CN1107123C (en) Heat resistant Austenitic stainless steel
EP0056480A2 (en) Use of nickel base alloy having high resistance to stress corrosion cracking
JP3271262B2 (en) Duplex stainless steel with excellent corrosion resistance
US20120076686A1 (en) High strength alpha/beta titanium alloy
JP3227734B2 (en) A high corrosion-resistant duplex stainless steel manufacturing method thereof
JP3427387B2 (en) High strength welded steel structures having excellent corrosion resistance
EP0066361B1 (en) Corrosion resistant high strength nickel-based alloy
EP0757112B1 (en) Two-phase stainless steel
BR0214346A (en) super-austenitic stainless steel
JP2003268503A (en) Austenitic stainless steel tube having excellent water vapor oxidation resistance and production method thereof
JP3737105B2 (en) Method for manufacturing hollow body
Roven et al. Mechanical properties of aluminium alloys processed by SPD: Comparison of different alloy systems and possible product areas
JPH05132741A (en) High strength duplex stainless steel excellent in corrosion resistance
KR20120137520A (en) Austenitic stainless steel
JP2005336599A (en) High strength stainless steel pipe for line pipe excellent in corrosion resistance and method for production thereof
US5320802A (en) Corrosion resistant iron aluminides exhibiting improved mechanical properties and corrosion resistance

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20050726

PD4A Correction of name of patent owner