RU2346999C2 - Alloy on titanium base and item made out of this alloy - Google Patents

Alloy on titanium base and item made out of this alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2346999C2
RU2346999C2 RU2007103739/02A RU2007103739A RU2346999C2 RU 2346999 C2 RU2346999 C2 RU 2346999C2 RU 2007103739/02 A RU2007103739/02 A RU 2007103739/02A RU 2007103739 A RU2007103739 A RU 2007103739A RU 2346999 C2 RU2346999 C2 RU 2346999C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
titanium
made out
vanadium
iron
Prior art date
Application number
RU2007103739/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007103739A (en
Inventor
Евгений Николаевич Каблов (RU)
Евгений Николаевич Каблов
Анатолий Иванович Хорев (RU)
Анатолий Иванович Хорев
Надежда Алексеевна Ночовна (RU)
Надежда Алексеевна Ночовная
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2007103739/02A priority Critical patent/RU2346999C2/en
Publication of RU2007103739A publication Critical patent/RU2007103739A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2346999C2 publication Critical patent/RU2346999C2/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: group of inventions refers to titanium alloys. There are suggested alloy and an item made out of this alloy. The alloy contains components at the following ratio, wt %: aluminium 2.0-6.8, vanadium 3.0-6.0, molybdenum 1.0-5.6, chromium 0.2-1.6, zirconium 0.6-2.0, iron 0.1-1.2, copper 0.001-0.4, nitrogen 0.01-0.05, niobium 0.2-2.0, silicon 0.03-0.15, titanium - the rest. The purpose of the invention is to upgrade fracture strength and structural hardness at biaxial tension of alloy. The suggested alloy can be employed at fabricating details of aircraft, aerospace and rocket engineering.
EFFECT: 20% reduction of weight of fabricated details and units.
2 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к созданию титановых сплавов, предназначенных для изготовления обшивки, днищ, баллонов, емкостей и других деталей, материал которых работает в условиях двухосного растяжения используемых в авиационной, космической и ракетной технике, цветной металлургии.The invention relates to the creation of titanium alloys intended for the manufacture of cladding, bottoms, cylinders, containers and other details, the material of which works under conditions of biaxial tension used in aviation, space and rocket technology, non-ferrous metallurgy.

Известен сплав на основе титана, имеющий химический состав, мас.%:Known alloy based on titanium having a chemical composition, wt.%:

алюминийaluminum 5,5-6,755.5-6.75 ванадийvanadium 3,5-4,53.5-4.5 железоiron 0,25-0,350.25-0.35 углеродcarbon 0,10-0,300.10-0.30 кислородoxygen 0,15-0,250.15-0.25 азотnitrogen 0,05-0,140.05-0.14 титанtitanium остальноеrest

(Патент США №5759484)(US Patent No. 5759484)

Сплав может быть использован для изготовления обшивки, цилиндрических оболочек и других деталей и узлов авиакосмической техники.The alloy can be used for the manufacture of cladding, cylindrical shells and other parts and components of aerospace engineering.

Недостатками сплава являются низкие эксплуатационные характеристики при работе в условиях двухосного напряженного состояния.The disadvantages of the alloy are low performance when working in a biaxial stress state.

Недостатком изделий является низкая эксплуатационная надежность.The disadvantage of the products is the low operational reliability.

Известен сплав на основе титана, имеющий химический состав, мас.%:Known alloy based on titanium having a chemical composition, wt.%:

алюминийaluminum 2,0-6,82.0-6.8 молибденmolybdenum 0,5-3,80.5-3.8 ванадийvanadium 2,0-9,02.0-9.0 хромchromium 0,4-1,60.4-1.6 железоiron 0,2-1,20.2-1.2 цирконийzirconium 0,02-0,30.02-0.3 кислородoxygen 0,04-0,140.04-0.14 углеродcarbon 0,02-0,090.02-0.09 водородhydrogen 0,003-0,0140.003-0.014 азотnitrogen 0,008-0,040.008-0.04 кремнийsilicon 0,04-0,140.04-0.14 титанtitanium остальноеrest

(Патент РФ №1131234)(RF patent No. 1131234)

Из известного сплава изготавливают листовые конструкции (типа обшивки, носовых обтекателей и других узлов) авиакосмической и ракетной техники.Sheet constructions (such as skin, nose fairings and other components) of aerospace and rocketry are made from a known alloy.

Недостатками сплава и изделия из него являются пониженные характеристики конструкционной прочности и трещиностойкости.The disadvantages of the alloy and its products are reduced characteristics of structural strength and crack resistance.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе титана следующего химического состава, мас.%:The closest analogue taken as a prototype is an alloy based on titanium of the following chemical composition, wt.%:

алюминийaluminum 4,3-6,04.3-6.0 молибденmolybdenum 4,0-5,64.0-5.6 ванадийvanadium 4,0-5,64.0-5.6 хромchromium 0,5-1,50.5-1.5 железоiron 0,5-1,50.5-1.5 цирконийzirconium 0,03-0,50.03-0.5 кислородoxygen 0,02-0,20.02-0.2 углеродcarbon 0,01-0,20.01-0.2 водородhydrogen 0,003-0,030.003-0.03 азотnitrogen 0,01-0,050.01-0.05 медьcopper 0,003-0,150.003-0.15 никельnickel 0,003-0,150.003-0.15 титанtitanium остальноеrest

(Патент РФ №2082802)(RF Patent No. 2082802)

Из сплава-прототипа изготавливают листовые детали и узлы авиакосмической и ракетной техники.Sheet metal parts and components of aerospace and rocket technology are made from the prototype alloy.

Недостатками сплава и изделия из него являются пониженные конструкционная прочность и трещинностойкость.The disadvantages of the alloy and its products are reduced structural strength and fracture toughness.

Технической задачей изобретения является повышение конструкционной прочности и трещиностойкости.An object of the invention is to increase the structural strength and crack resistance.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, молибден, хром, цирконий, железо, медь, азот, который дополнительно содержит ниобий и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical problem is achieved by the fact that the proposed alloy based on titanium containing aluminum, vanadium, molybdenum, chromium, zirconium, iron, copper, nitrogen, which additionally contains niobium and silicon, in the following ratio, wt.%:

алюминийaluminum 2,0-6,82.0-6.8 ванадийvanadium 3,0-6,03.0-6.0 молибденmolybdenum 1,0-5,61,0-5,6 хромchromium 0,2-1,60.2-1.6 цирконийzirconium 0,6-2,00.6-2.0 железоiron 0,1-1,20.1-1.2 медьcopper 0,001-0,40.001-0.4 азотnitrogen 0,01-0,050.01-0.05 ниобийniobium 0,2-2,00.2-2.0 кремнийsilicon 0,03-0,150.03-0.15 титанtitanium остальноеrest

и изделие, выполненное из негоand product made from it

Авторами было установлено, что дополнительное введение в предлагаемый сплав ниобия и кремния при заявленном содержании и соотношении остальных заявляемых компонентов обеспечивает повышение конструкционной прочности и трещиностойкости.The authors found that an additional introduction to the proposed alloy of niobium and silicon with the stated content and ratio of the remaining claimed components provides an increase in structural strength and crack resistance.

Примеры конкретного осуществленияExamples of specific implementation

Вакуумно-дуговым методом выплавляли слитки предлагаемого сплава и сплава-прототипа. Слитки ковали на прессах, после чего подвергали горячей, а затем холодной прокатке и изготавливали листы толщиной 2,0 мм. Из листов изготавливали образцы для испытаний.In a vacuum-arc method, ingots of the proposed alloy and prototype alloy were smelted. The ingots were forged on presses, after which they were hot and then cold rolled and sheets 2.0 mm thick were made. Test sheets were made from sheets.

В таблице 1 приведены составы, а в таблице 2 - свойства предлагаемого сплава и сплава-прототипа.Table 1 shows the compositions, and table 2 shows the properties of the proposed alloy and prototype alloy.

В предлагаемом сплаве предел прочности при двухосном растяжении (σвк) повысился на 20%, предел прочности при двухосном растяжении образцов с надрезом (σвкн) повысился на 30%, ударная вязкость образцов с трещиной (КСТ) повысилась на 40%.In the proposed alloy, the biaxial tensile strength (σ VK ) increased by 20%, the biaxial tensile strength of the notched specimens (σ VK n ) increased by 30%, the impact strength of the cracked specimens (CCT) increased by 40%.

Таким образом, применение предлагаемого сплава позволит снизить массу деталей и узлов на 20% за счет повышения уровня конструкционной прочности (σвк) и повысить эксплуатационную надежность работы конструкций.Thus, the use of the proposed alloy will reduce the mass of parts and assemblies by 20% by increasing the level of structural strength (σ VK ) and increase the operational reliability of the structures.

Таблица 1Table 1 No. Химический состав, мас.%Chemical composition, wt.% AlAl VV MoMo CrCr ZrZr FeFe CuCu NbNb SiSi NN ОABOUT СFROM НN NiNi TiTi 1one 2,02.0 3,03.0 1,01,0 0,20.2 0,60.6 0,10.1 0,0010.001 0,20.2 0,030,03 0,010.01 -- -- -- -- Осн.DOS 22 3,83.8 4,54,5 2,82,8 1,01,0 1,21,2 0,70.7 0,230.23 0,80.8 0,100.10 0,030,03 -- -- -- -- ”-””-” 33 6,86.8 6,06.0 5,65,6 1,61,6 2,02.0 1,21,2 0,40.4 2,02.0 0,150.15 0,050.05 -- -- -- -- ”-””-” 4four 5,35.3 4,94.9 4,74.7 0,90.9 0,250.25 0,90.9 0,080.08 0,250.25 -- 0,040.04 0,100.10 0,120.12 0,160.16 0,070,07 ”-””-”

Таблица 2table 2 №п/пNo. σвк, МПаσ vk , MPa σвкн, МПаσ vk n , MPa σвкнвк σ vk n / σ vk КСТ, МДж/м2 KST, MJ / m 2 1one 13801380 13521352 0,980.98 0,350.35 22 14201420 13631363 0,960.96 0,300.30 33 14101410 13671367 0,970.97 0,320.32 4 прототип4 prototype 11801180 10271027 0,870.87 0,210.21 σвк - конструкционная прочность при двухосном растяжении;
σвкн - конструкционная прочность при двухосном растяжении образцов с надрезом;
σвкнвк - чувствительность к надрезу при двухосном растяжении;
КСТ - удельная работа разрушения образца с трещиной при ударном изгибе.
σ VK - structural strength under biaxial tension;
σ VK n - structural strength under biaxial tension of the samples with a notch;
σ vk n / σ vk - sensitivity to a notch under biaxial tension;
KST is the specific work of fracture of a specimen with a crack under shock bending.

Claims (2)

1. Сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, молибден, хром, цирконий, железо, медь, азот, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ниобий и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алюминий 2,0-6,8 ванадий 3,0-6,0 молибден 1,0-5,6 хром 0,2-1,6 цирконий 0,6-2,0 железо 0,1-1,2 медь 0,001-0,4 азот 0,01-0,05 ниобий 0,2-2,0 кремний 0,03-0,15 титан остальное
1. An alloy based on titanium containing aluminum, vanadium, molybdenum, chromium, zirconium, iron, copper, nitrogen, characterized in that it additionally contains niobium and silicon in the following ratio, wt.%:
aluminum 2.0-6.8 vanadium 3.0-6.0 molybdenum 1,0-5,6 chromium 0.2-1.6 zirconium 0.6-2.0 iron 0.1-1.2 copper 0.001-0.4 nitrogen 0.01-0.05 niobium 0.2-2.0 silicon 0.03-0.15 titanium rest
2. Изделие из сплава на основе титана, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по п.1. 2. A titanium-based alloy product, characterized in that it is made of an alloy according to claim 1.
RU2007103739/02A 2007-02-01 2007-02-01 Alloy on titanium base and item made out of this alloy RU2346999C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103739/02A RU2346999C2 (en) 2007-02-01 2007-02-01 Alloy on titanium base and item made out of this alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007103739/02A RU2346999C2 (en) 2007-02-01 2007-02-01 Alloy on titanium base and item made out of this alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007103739A RU2007103739A (en) 2008-08-10
RU2346999C2 true RU2346999C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=39745931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007103739/02A RU2346999C2 (en) 2007-02-01 2007-02-01 Alloy on titanium base and item made out of this alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2346999C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496901C2 (en) * 2009-05-29 2013-10-27 Титаниум Металс Корпорейшн Alloy close to beta-titanium for applications requiring high strength, and its manufacturing methods
CN108570577A (en) * 2018-05-08 2018-09-25 中国航发北京航空材料研究院 A kind of high strength titanium alloy silk material preparation method
CN112538581A (en) * 2020-12-02 2021-03-23 西安稀有金属材料研究院有限公司 1400 MPa-level low-cost high-strength titanium alloy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2496901C2 (en) * 2009-05-29 2013-10-27 Титаниум Металс Корпорейшн Alloy close to beta-titanium for applications requiring high strength, and its manufacturing methods
CN108570577A (en) * 2018-05-08 2018-09-25 中国航发北京航空材料研究院 A kind of high strength titanium alloy silk material preparation method
CN108570577B (en) * 2018-05-08 2019-12-27 中国航发北京航空材料研究院 Preparation method of high-strength titanium alloy wire
CN112538581A (en) * 2020-12-02 2021-03-23 西安稀有金属材料研究院有限公司 1400 MPa-level low-cost high-strength titanium alloy

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007103739A (en) 2008-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8771590B2 (en) Titanium base alloy
RU2627312C2 (en) Titanium alloy with improved properties
US7704333B2 (en) Al-Cu-Mg-Ag-Mn alloy for structural applications requiring high strength and high ductility
US20010006082A1 (en) Aircraft structure element made of an Al-Cu-Mg alloy
RU2346999C2 (en) Alloy on titanium base and item made out of this alloy
CN103276242A (en) Ultrahigh-strength titanium alloy and preparation method thereof
US6726878B1 (en) High strength aluminum based alloy and the article made thereof
US20090208362A1 (en) High elevated temperature strength nano aluminum-matrix-composite alloy and the method to make the same
RU2513492C1 (en) Aluminium-based wrought nonhardenable alloy
CN112458367B (en) High-strength intergranular corrosion-resistant twinning-induced plasticity austenitic stainless steel
CN102086496B (en) Fe-Ni base precipitation-strengthened austenite alloy and preparation method thereof
RU2334017C1 (en) High-strength maraging steel and article made from it
RU2256713C1 (en) Titanium-base alloy and article made of thereof
RU2356978C2 (en) Alloy on basis of titanium and product, implemented of it
CN101463438A (en) Ti5Mo5V6Cr3Al titanium alloy and technique for processing the same
Joseph et al. Anisotropy of room temperature ductility in Haynes 282 forgings
RU2304178C1 (en) Titanium base alloy and article of such alloy
RU2308497C1 (en) Titanium-base alloy and product manufactured from this alloy
JP2014208869A (en) Precipitation-strengthened martensitic steel
RU2356977C2 (en) Alloy on basis of titanium and product implemented of it
RU2356976C2 (en) Alloy on the basis of titanium and product implemented of it
RU2311471C1 (en) Titanium-based alloy and article made from this alloy
RU2256717C1 (en) High-temperature nickel-based weldable alloy and article made from this alloy
CN111139403A (en) Improved iron-based damping alloy and manufacturing method thereof
Radha Krishna et al. Investigation and comparison of nickel addition on aluminium alloy 7175