RU2393258C2 - Сплав на основе титана - Google Patents
Сплав на основе титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393258C2 RU2393258C2 RU2008122599/02A RU2008122599A RU2393258C2 RU 2393258 C2 RU2393258 C2 RU 2393258C2 RU 2008122599/02 A RU2008122599/02 A RU 2008122599/02A RU 2008122599 A RU2008122599 A RU 2008122599A RU 2393258 C2 RU2393258 C2 RU 2393258C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- titanium
- oxygen
- carbon
- weld
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к металлургии сплавов на основе титана, используемых для изготовления крупногабаритных сварных конструкций. Предложен свариваемый сплав на основе титана, содержащий, мас.%: алюминий 4,5-6,2, ванадий 1,0-2,0, молибден 1,3-2,0, углерод 0,06-0,14, цирконий 0,05-<0,10, кислород 0,06-0,13, кремний 0,02-<0,10, железо 0,05-0,25, титан остальное, при выполнении следующих соотношений: [С]+[О2]≤0,25, [Мо]+0,5[V]≤3,0. Технический результат - создание высокопрочного свариваемого сплава, обладающего высокими характеристиками пластичности металла шва, коэффициента интенсивности напряжений и прочности. 2 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию свариваемых высокопрочных сплавов на основе титана, предназначенных для изготовления крупногабаритных сварных конструкций, используемых в судостроении и других отраслях промышленности.
Известны высокопрочные сплавы на основе титана ВТ8, ВТ9, ВТ14, ВТ22 и ВТ23 по ОСТ1 90013-81. Эти сплавы имеют достаточно высокий уровень прочностных свойств, но недостатками их являются: невозможность использования в крупногабаритных сварных конструкциях, так как при термическом цикле сварки заготовок толщиной более 5 мм происходит резкое снижение пластичности (δ) сварного соединения вплоть до полного охрупчивания и низкие значения коэффициента интенсивности напряжений (вязкости разрушения) на воздухе и в коррозионной среде (K1c, K1 scc) [1].
В качестве прототипа предложен состав сплава на основе титана, содержащий мас.%: алюминий 0,25-7,5, ванадий 0,1-30,0; молибден 0,1-30,0; углерод до 0,3, цирконий 0,1-10,0; кислород до 0,3, кремний 0,1-1,0; железо 0,1-2,0; титан остальное (GB 785293А, С22С 14/00, 23.10.57) [2].
Из альтернативных вариантов составов сплава в качестве прототипа выбран сплав, количественный и качественный состав которого соответствует количественному и качественному составу заявляемого сплава. Пластичность сварных соединений в сплаве-прототипе оценивали по радиусу изгиба образцов из сварных пластин толщиной 4,5 мм, который не превышал 1,5-2,0Т [2].
Недостатком этого сплава являются низкие характеристики пластичности и ударной вязкости (KCU, ату, δ) для сварных соединений с толщинами более 4,5 мм, а также коэффициента интенсивности напряжений на воздухе и в коррозионной среде (К1с, K1scc).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание высокопрочного свариваемого сплава для изделий с толщиной более 150 мм, обладающего более высокими характеристиками пластичности металла сварного шва (δ, KCU, ату), коэффициента интенсивности напряжений на воздухе и в морской воде (К1с, K1scc), чем известный сплав.
Технический результат достигается за счет того, что в сплаве, содержащем алюминий, ванадий, молибден, углерод, цирконий, кислород, кремний, железо и титан, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%:
Алюминий | 4,5÷6,2 |
Ванадий | 1,0÷2,0 |
Молибден | 1,3÷2,0 |
Углерод | 0,06÷0,14 |
Цирконий | 0,05-<0,10 |
Кислород | 0,06÷0,13 |
Кремний | 0,02-<0,10 |
Железо | 0,05÷0,25 |
Титан | Остальное, |
и при выполнении следующих соотношений:
[С]+[О2]≤0,25,
[Мо]+0,5[V]≤3,0
Выбранное значение [Мо]+0,5[V]≤3,0 обеспечивает пластичность сварного шва за счет оптимального соотношения α и β-фаз в структуре сплава (Кβ≤0,20), а также снижает при кристаллизации металла слитка и сварного шва степень внутрикристаллической ликвации и способствует получению однородной структуры основного металла и сварного шва с высокой пластичностью.
При соотношении [Мо]+0,5[V] более 3,0 наблюдается увеличение структурной неоднородности и снижение пластичности металла сварного шва.
Выбранное значение суммы углерода и кислорода в пределах [С]+[О2]≤0,25 обеспечивает микролегирование и технологическую пластичность сварных соединений.
Изоморфный β-стабилизатор-цирконий в выбранных пределах 0,05-<0,10 в сочетании с алюминием обеспечивает однородное распределение легирующих компонентов в α-фазе основного металла, снижает внутрикристаллическую ликвацию, чем достигается однородность структуры и свойств в больших сечениях сварного шва и уменьшается склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением [1].
Содержание углерода ограничено выбранными пределами, так как при содержании более 0,14% он может выделиться по границам зерен в виде включений, которые на 30-40% снижают пластичность сварного шва, при содержании менее 0,06% падает прочность сплава [1].
Содержание кислорода понижено по сравнению с известным сплавом для обеспечения пластичности сварных соединений и повышения ату. При повышении содержания кислорода до 0,20% - ату снижается на 50% [3].
Выплавляли слитки по прототипу и заявляемому сплаву составов (1, 2, 3), которые затем ковали в размер 150×300×1000 мм. Сварку пластин размером 150×300×300 осуществляли аргонодуговым методом.
Образцы вырезали из сварного соединения и основного металла для определения механических свойств основного металла и сварного шва, коэффициента интенсивности напряжений. Коэффициент интенсивности напряжений определяли в соответствии с ГОСТ 9.903 и МР185-85.
Испытания проводили по схеме трехточечного изгиба на воздухе и морской воде. Надрез выполняли по основному металлу и сварному шву.
Состав предлагаемого и известного сплавов и результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 | ||||||||||||
Химический состав предлагаемого и известного сплавов на основе титана | ||||||||||||
Сплав | № состава | Al | V | Мо | С | Zr | Fe | Si | О2 | [С]+[О2]≤0,25 | [Mo]+0,5[V]≤3,0 | Ti |
Предлагаемый | 1 | 4,5 | 1,0 | 1,3 | 0,06 | 0,05 | 0,25 | 0,02 | 0,13 | 0,19 | 1,80 | ост. |
2 | 5,0 | 1,5 | 1,5 | 0,10 | 0,07 | 0,20 | 0,05 | 0,08 | 0,18 | 2,25 | ост. | |
3 | 6,2 | 2,0 | 2,0 | 0,14 | 0,10 | 0,05 | 0,10 | 0,06 | 0,20 | 3,0 | ост. | |
Известный | 6,5 | 4,0 | 3,0 | 0,10 | 0,30 | 0,60 | 0,30 | 0,20 | 0,30 | 5,0 | ост. |
Таблица 2 | ||||||||||||
Характеристики механических свойств и коэффициента интенсивности напряжений предлагаемого и известного сплавов на основе титана | ||||||||||||
Сплав | № | Характеристики механических свойств основного металла и сварного шва | ||||||||||
при 20°С | ||||||||||||
σв, МПа | KCU, Дж/см2 | δ, % | ату, Дж/см2 | K1c МПа √м1/2 | Kqscc МПа √м1/2 | |||||||
о.м | с.ш. | о.м. | с.ш. | о.м. | с.ш. | о.м | с.ш. | о.м. | о.м | с.ш. | ||
Предлагаемый. | 1 | 915 | 885 | 65 | 65 | 12,5 | 12,0 | 70,5 | 70,8 | 120 | 105 | 98,5 |
2 | 924 | 895 | 66 | 64 | 12,8 | 12,0 | 70,0 | 70,2 | 118 | 103 | 97,5 | |
3 | 955 | 915 | 65 | 63 | 12,2 | 11,8 | 69,0 | 68,5 | 116 | 102,5 | 98,5 | |
известный | 1050 | 1180 | 42 | 34 | 6,0 | 3,6 | 24,8 | 14,5 | 51 | 24 | 15 |
Представленные результаты показывают, что механические свойства предлагаемого сплава, как основного металла, так и металла сварного шва близки и превосходят аналогичные характеристики известного сплава.
Результаты определения коэффициента интенсивности напряжений на воздухе и коррозионной среде показывают, что предлагаемый свариваемый сплав превосходит известный сплав.
Предлагаемый сплав позволяет создавать сварные конструкции толщиной более 150 мм.
Исключение термической обработки после сварки позволит снизить себестоимость изготовления крупногабаритных сварных конструкций для энергетических комплексов и судостроения на 10-20%.
Литература
1. Б.Б.Чечулин, С.С Ушков, И.Н.Разуваева, В.Н.Гольдфайн. Титановые сплавы в машиностроении. Л.: Машиностроение 1977, стр.41-47.
2. Роспатент, Форма №10 И.З. ПО-2009. 100 Запрос по з. №2008122599/02.
3. В.Н.Моисеев, Ф.Р.Куликов и др. Сварные соединения титановых сплавов. М.: Металлургия, 1978, стр.71, 112-115.
Claims (1)
- Свариваемый сплав на основе титана, содержащий алюминий, ванадий, молибден, углерод, цирконий, кислород, кремний, железо и титан, отличающийся тем, что компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%:
Алюминий 4,5-6,2 Ванадий 1,0-2,0 Молибден 1,3-2,0 Углерод 0,06-0,14 Цирконий 0,05-<0,10 Кислород 0,06-0,13 Кремний 0,02-<0,10 Железо 0,05-0,25 Титан Остальное
при выполнении следующих соотношений:
[С]+[О2]≤0,25,
[Mo]+0,5[V]≤3,0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122599/02A RU2393258C2 (ru) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Сплав на основе титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122599/02A RU2393258C2 (ru) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Сплав на основе титана |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008122599A RU2008122599A (ru) | 2009-12-10 |
RU2393258C2 true RU2393258C2 (ru) | 2010-06-27 |
Family
ID=41489149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122599/02A RU2393258C2 (ru) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Сплав на основе титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393258C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2566125C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2015-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Свариваемый сплав на основе титана |
US10119178B2 (en) | 2012-01-12 | 2018-11-06 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
CN110997957A (zh) * | 2017-07-18 | 2020-04-10 | 卡本特科技公司 | 定制钛合金,ti-64,23+ |
-
2008
- 2008-06-04 RU RU2008122599/02A patent/RU2393258C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10119178B2 (en) | 2012-01-12 | 2018-11-06 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
RU2566125C1 (ru) * | 2014-12-18 | 2015-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Свариваемый сплав на основе титана |
CN110997957A (zh) * | 2017-07-18 | 2020-04-10 | 卡本特科技公司 | 定制钛合金,ti-64,23+ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008122599A (ru) | 2009-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5218200B2 (ja) | 溶接金属および溶接材料 | |
JP6481768B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼及びオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 | |
CA2988556C (en) | Austenitic heat-resistant alloy and welded structure | |
CA2988557C (en) | Austenitic heat-resistant alloy and welded structure | |
WO2019070000A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属および溶接構造物 | |
KR101939510B1 (ko) | 확산 접합하기 어려운 오스테나이트계 스테인리스 강판 | |
JP7135649B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼用溶接材料 | |
RU2393258C2 (ru) | Сплав на основе титана | |
WO2019070001A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属および溶接構造物 | |
WO2019069998A1 (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
JP3654194B2 (ja) | 耐歪み時効特性に優れた高強度鋼材とその製造方法 | |
JP6795038B2 (ja) | オーステナイト系耐熱合金およびそれを用いた溶接継手 | |
Oladele et al. | Effect of post weld heat treatment on the mechanical and corrosion behaviour of welded Al-Fe-Si alloy joints | |
EP3686306A1 (en) | Steel plate and method for manufacturing same | |
JPS62250149A (ja) | 自転車用アルミニウム合金 | |
JP2011514932A (ja) | 高張力シームレス鋼管を製造するための低合金鋼用の合金鋼 | |
JP4424484B2 (ja) | 耐低温割れ性にすぐれた溶接継手および溶接材料用鋼材 | |
JP2002239722A (ja) | 溶接部の疲労強度に優れた鋼板の重ね隅肉溶接方法 | |
CN114555283A (zh) | 焊条用线材和用于制造其的方法 | |
RU2412269C1 (ru) | Сплав на основе титана | |
JP2021514029A (ja) | 新しい二相ステンレス鋼 | |
JP2020536741A (ja) | 溶接フィラー材料 | |
JP2974846B2 (ja) | 低温用構造用鋼 | |
JP7457262B2 (ja) | オーステナイト系耐熱鋼 | |
RU2437746C1 (ru) | Состав проволоки для механизированной сварки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120305 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120605 |