RU2484166C1 - Сплав на основе титана - Google Patents
Сплав на основе титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484166C1 RU2484166C1 RU2012111660/02A RU2012111660A RU2484166C1 RU 2484166 C1 RU2484166 C1 RU 2484166C1 RU 2012111660/02 A RU2012111660/02 A RU 2012111660/02A RU 2012111660 A RU2012111660 A RU 2012111660A RU 2484166 C1 RU2484166 C1 RU 2484166C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- titanium
- parts
- based alloy
- rest
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано в конструкциях, работающих при температурах до 650°С, например для деталей корпуса и статорных лопаток компрессора высокого давления газотурбинных двигателей. Сплав на основе титана содержит, мас.%: Al 5,7-6,7, Sn 3,0-4,5, Zr 3,0-4,5, Mo 0,5-1,4, Nb 0,2-0,6, W 0,01-0,3, V 0,3-0,9, Fe 0,01-0,07, Si 0,3-0,52, С 0,03-0,10, O 0,03-0,14, Ti - остальное, при этом (V+Nb)≤1,1 мас.%. Сплав характеризуется повышенными прочностными характеристиками при температурах выше 600°С. Использование предлагаемого сплава повысит рабочую температуру применения деталей из титановых сплавов, в том числе статорных деталей КВД - направляющих лопаток, колец, проставок, корпусов авиационных газотурбинных двигателей, на 50°С. 2 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано в конструкциях, работающих при температурах до 650°С, например для деталей корпуса и статорных лопаток компрессора высокого давления газотурбинных двигателей.
Известен сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:
Al | 5,35-6,1 |
Sn | 3,5-4,5 |
Zr | 3,0-4,5 |
Mo | 0,20-0,70 |
Nb | 0,5-1,0 |
Si | 0,2-0,6 |
С | 0,03-0,10 |
Ti | остальное |
(Патент США №4770726)
Из известного сплава изготавливают детали и узлы авиакосмической техники, в том числе диски, лопатки и другие детали компрессора высокого давления газотурбинных двигателей.
Недостатком сплава на основе титана является относительно низкая прочность полуфабрикатов и деталей в отожженном состоянии. Поэтому указанный сплав применяется преимущественно после упрочняющей термической обработки (закалка в масло и последующее старение). Сплав в термоупрочненном состоянии обладает пониженными характеристиками пластичности и вязкости разрушения и прочности при температурах более 600°С, что ограничивает его применение.
Известен также сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:
Al | 5,5-6,5 |
Sn | 2,0-4,0 |
Zr | 3,5-4,5 |
Mo | 0,3-0,5 |
Fe | ≤0,03 |
Si | 0,35-0,55 |
O | ≤0,14 |
Ti | остальное |
(Патент ЕР №0269196)
Из известного сплава изготавливают детали и узлы авиакосмической техники, в том числе диски компрессора высокого давления газотурбинных двигателей.
Недостатками сплава являются низкий уровень прочностных характеристик при температурах более 600°С, низкая технологичность при горячей деформации и повышенная чувствительность сплава к примеси железа из-за низкого содержания элементов, что ограничивает применение сплава.
Известен сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:
Al | 6,2-7,0 |
Sn | 2,2-3,5 |
Zr | 3,5-4,5 |
Mo | 0,4-1,0 |
Nb | 0,5-1,5 |
Si | 0,1-0,22 |
О | 0,05-0,12 |
С | 0,02-0,1 |
Ti | остальное |
(Патент РФ №2039112)
Из известного сплава на основе титана изготавливают детали и узлы авиакосмической техники, в том числе диски, лопатки и статорные детали компрессора высокого давления газотурбинных двигателей.
Недостатками сплава являются низкий уровень термической стабильности из-за высокого суммарного содержания алюминия, олова и циркония, что приводит к охрупчиванию материала после длительных воздействий рабочих температур, относительно низкий уровень прочностных характеристик в интервале рабочих температур.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:
Al | 5,8-6,6 |
Sn | 2,5-4,5 |
Zr | 2,0-4,0 |
Mo | 0,8-1,5 |
Nb | 0,8-2,5 |
W | 0,35-0,8 |
Fe | 0,06-0,13 |
Si | 0,25-0,45 |
С | 0,05-0,1 |
О | 0,05-0,12 |
Ti | остальное |
(Патент РФ №2259414)
Из известного сплава изготавливают детали и узлы авиакосмической техники, в том числе диски компрессора высокого давления газотурбинных двигателей.
Недостатком сплава является низкий уровень прочностных характеристик при температурах более 600°С из-за относительно большого содержания бета-стабилизирующих элементов, что ограничивает применение сплава температурным диапазоном 550-600°С.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание сплава на основе титана, обладающего повышенными прочностными характеристиками при температурах более 600°С.
Поставленная техническая задача достигается тем, что сплав на основе титана, содержащий алюминий, олово, цирконий, молибден, ниобий, вольфрам, железо, кремний, углерод, кислород, дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al | 5,7-6,7 |
Sn | 3,0-4,5 |
Zr | 3,0-4,5 |
Mo | 0,5-1,4 |
Nb | 0,2-0,6 |
W | 0,01-0,3 |
Fe | 0,01-0,07 |
Si | 0,3-0,52 |
С | 0,03-0,10 |
O | 0,03-0,14 |
V | 0,3-0,9 |
Ti | остальное |
при суммарном содержании (V+Nb)≤1,1.
Установлено, что введение в состав сплава ванадия при суммарном его содержании с ниобием ≤1,1, а также ограничение содержания вольфрама (до 0,3%), железа (до 0,07%) при заявленном содержании и соотношении других компонентов, позволяют снизить содержание стабильной бета-фазы в сплаве до 1,5%, в то время как в сплаве-прототипе содержание β-фазы составляет 3%.
Снижение доли стабильной бета-фазы позволяет повысить прочностные свойства сплава при температурах более 600°С. Ограничение содержания вольфрама до 0,3% также способствует повышению эффективности твердорастворного упрочнения углеродом.
Примеры осуществления
Пример 1. Предлагаемый сплав в виде слитков выплавляли методом тройного вакуумно-дугового переплава. Затем слитки подвергали многопереходной ковке. Полученную поковку отжигали по режиму двухступенчатого отжига.
Примеры 2-5 аналогичны примеру 1.
В таблице 1 приведено содержание компонентов выплавленных слитков предлагаемого сплава и сплава-прототипа.
В таблице 2 приведены механические свойства поковок из предлагаемого сплава и сплава-прототипа.
Технический результат : в предлагаемом сплаве пределы текучести и прочности повышены на 10-15,8% при температуре испытания 650°С и на 15-20,4% при температуре испытания 700°С с сохранением высоких показателей механических свойств при комнатной температуре.
Предлагаемый сплав можно использовать для изготовления статорных деталей газотурбинных двигателей, работающих длительно при температурах до 650°С и кратковременно до 700°С.
Использование предлагаемого сплава на основе титана повысит рабочую температуру применения деталей из титановых сплавов (в том числе статорных деталей КВД - направляющих лопаток, колец, проставок, корпусов авиационных газотурбинных двигателей) на 50°С.
Таблица 1 | |||||||||||||
№ п/п | Ti | Al | Sn | Zr | Mo | Nb | W | V | Fe | Si | С | O | (V+Nb) |
1 | ост. | 5,7 | 3,0 | 3,0 | 0,5 | 0,2 | 0,01 | 0,9 | 0,01 | 0,3 | 0,03 | 0,03 | 1,1 |
2 | ″-″ | 6,4 | 3,8 | 3,8 | 1,2 | 0,2 | 0,15 | 0,3 | 0,05 | 0,4 | 0,07 | 0,10 | 0,5 |
3 | ″-″ | 6,7 | 4,5 | 4,5 | 1,4 | 0,4 | 0,3 | 0,6 | 0,07 | 0,52 | 0,10 | 0,14 | 1,0 |
4 | ″-″ | 6,5 | 4,0 | 4,0 | 1,2 | 0,6 | 0,2 | 0,3 | 0,06 | 0,45 | 0,07 | 0,10 | 0,9 |
Прототип | ″-″ | 6,2 | 3,5 | 3,5 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | - | 0,1 | 0,35 | 0,08 | 0,08 | - |
Claims (1)
- Сплав на основе титана, содержащий алюминий, олово, цирконий, молибден, ниобий, вольфрам, железо, кремний, углерод, кислород, отличающийся тем, что дополнительно содержит ванадий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al 5,7-6,7 Sn 3,0-4,5 Zr 3,0-4,5 Mo 0,5-1,4 Nb 0,2-0,6 W 0,01-0,3 Fe 0,01-0,07 Si 0,3-0,52 С 0,03-0,10 O 0,03-0,14 V 0,3-0,9 Ti остальное
при суммарном содержании (V+Nb)≤1,1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111660/02A RU2484166C1 (ru) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Сплав на основе титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111660/02A RU2484166C1 (ru) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Сплав на основе титана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2484166C1 true RU2484166C1 (ru) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012111660/02A RU2484166C1 (ru) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Сплав на основе титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484166C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614355C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-03-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
RU2701779C2 (ru) * | 2014-10-31 | 2019-10-01 | Сафран Эркрафт Энджинз | Деталь газотурбинного двигателя, содержащая сплав на основе титана |
CN110343905A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-18 | 攀枝花市天民钛业有限公司 | 高温钛合金及其制备方法 |
WO2020065297A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-04-02 | Oxmet Technologies Limited | An alpha titanium alloy for additive manufacturing |
CN112195363A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种500~600℃用高强钛合金及其加工方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995022636A1 (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | United Technologies Corporation | Oxidation resistant coating for titanium alloys |
UA7385C2 (ru) * | 1992-10-15 | 1995-09-29 | Інститут Електрозварювання Ім. Є.О. Патона Ан України | StarWriterТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМЫЙ КОРРОЗИЙНО-СТОЙКИЙ ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ |
WO2000037201A1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-29 | United Technologies Corporation | Die casting of high temperature material |
US6551371B1 (en) * | 1998-07-21 | 2003-04-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Titanium-based composite material, method for producing the same and engine valve |
RU2259414C2 (ru) * | 2003-09-18 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
-
2012
- 2012-03-27 RU RU2012111660/02A patent/RU2484166C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA7385C2 (ru) * | 1992-10-15 | 1995-09-29 | Інститут Електрозварювання Ім. Є.О. Патона Ан України | StarWriterТЕРМИЧЕСКИ УПРОЧНЯЕМЫЙ КОРРОЗИЙНО-СТОЙКИЙ ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ |
WO1995022636A1 (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | United Technologies Corporation | Oxidation resistant coating for titanium alloys |
US6551371B1 (en) * | 1998-07-21 | 2003-04-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Titanium-based composite material, method for producing the same and engine valve |
WO2000037201A1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-06-29 | United Technologies Corporation | Die casting of high temperature material |
RU2259414C2 (ru) * | 2003-09-18 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2701779C2 (ru) * | 2014-10-31 | 2019-10-01 | Сафран Эркрафт Энджинз | Деталь газотурбинного двигателя, содержащая сплав на основе титана |
RU2614355C1 (ru) * | 2016-03-17 | 2017-03-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
WO2020065297A1 (en) * | 2018-09-24 | 2020-04-02 | Oxmet Technologies Limited | An alpha titanium alloy for additive manufacturing |
CN110343905A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-18 | 攀枝花市天民钛业有限公司 | 高温钛合金及其制备方法 |
CN112195363A (zh) * | 2020-08-28 | 2021-01-08 | 中国科学院金属研究所 | 一种500~600℃用高强钛合金及其加工方法 |
CN112195363B (zh) * | 2020-08-28 | 2022-05-10 | 中国科学院金属研究所 | 一种500~600℃用高强钛合金及其加工方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9945019B2 (en) | Nickel-based heat-resistant superalloy | |
CA2841329C (en) | Hot-forgeable ni-based superalloy excellent in high temperature strength | |
US6918972B2 (en) | Ni-base alloy, heat-resistant spring made of the alloy, and process for producing the spring | |
RU2484166C1 (ru) | Сплав на основе титана | |
JP5127749B2 (ja) | 蒸気タービンのタービンロータ用Ni基合金およびそれを用いた蒸気タービンのタービンロータ | |
JP6223743B2 (ja) | Ni基合金の製造方法 | |
JP2012140666A (ja) | 鍛造用耐熱鋼、鍛造用耐熱鋼の製造方法、鍛造部品および鍛造部品の製造方法 | |
US10000830B2 (en) | Method for manufacturing martensite-based precipitation strengthening stainless steel | |
AU2019350496B2 (en) | Creep resistant titanium alloys | |
JP2013241670A (ja) | 強度及び靭性に優れた蒸気タービンブレード用鋼 | |
JP3308090B2 (ja) | Fe基超耐熱合金 | |
RU2525003C1 (ru) | Сплав на основе алюминида титана и способ обработки заготовок из него | |
JP2020521879A (ja) | 高温ニッケル基合金 | |
JP5633883B2 (ja) | 蒸気タービン用鍛造合金、それを用いた蒸気タービンロータ | |
JP5747410B2 (ja) | 耐熱チタン合金 | |
KR20040089592A (ko) | 석출 강화된 니켈-철-크롬 합금 및 이의 가공방법 | |
RU2507289C1 (ru) | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него | |
JP2009041065A (ja) | 高温疲労強度および耐クリープ性に優れた耐熱部材用チタン合金 | |
JP5228708B2 (ja) | 耐クリープ性および高温疲労強度に優れた耐熱部材用チタン合金 | |
JP6738010B2 (ja) | 高温強度特性および高温クリープ特性に優れたニッケル基合金 | |
RU2434068C1 (ru) | СПЛАВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ni3Al | |
JP2014208869A (ja) | 析出強化型マルテンサイト鋼 | |
US10240223B2 (en) | Ni-based alloy having excellent high-temperature creep characteristics, and gas turbine member using the same | |
RU2259414C2 (ru) | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него | |
JP5981251B2 (ja) | 鍛造用Ni基合金および鍛造部品 |