RU2760224C2 - Титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга - Google Patents
Титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760224C2 RU2760224C2 RU2018111183A RU2018111183A RU2760224C2 RU 2760224 C2 RU2760224 C2 RU 2760224C2 RU 2018111183 A RU2018111183 A RU 2018111183A RU 2018111183 A RU2018111183 A RU 2018111183A RU 2760224 C2 RU2760224 C2 RU 2760224C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- temperature
- thixoforming
- copper
- specified
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/002—Castings of light metals
- B22D21/005—Castings of light metals with high melting point, e.g. Be 1280 degrees C, Ti 1725 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к тиксоформингу титановых сплавов. Способ получения изделия из титанового сплава с помощью тиксоформинга включает нагрев массы титанового сплава, содержащего, мас.%: медь 5-33, железо 1-8, остальное - титан, до температуры тиксоформинга, при этом указанная температура тиксоформинга находится между температурой солидуса указанного титанового сплава и температурой ликвидуса указанного титанового сплава, где разница между указанной температурой солидуса и указанной температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 50°C; выдерживание указанной массы при указанной температуре тиксоформинга по меньшей мере в течение 60 секунд; и формирование указанного изделия из указанной массы при указанной температуре тиксоформинга. Снижается реакционная способность титановых сплавов за счет снижения температуры формирования изделий. Обеспечивается возможность получения изделий сложной формы. 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 табл., 4 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к титановым сплавам и, более конкретно, к тиксоформингу титановых сплавов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Титановые сплавы обладают высоким пределом прочности на растяжение в широком диапазоне температур, но имеют при этом достаточно легкий вес. Кроме того, титановые сплавы являются устойчивыми к коррозии. Таким образом, титановые сплавы используют в различных ответственных отраслях применения, например в качестве компонентов летательных аппаратов, медицинских устройств и т.п.
Процесс пластического формования титановых сплавов является дорогостоящим. Необходимо, чтобы оборудование, которое требуется для пластического формования титановых сплавов, выдерживало большие нагрузки во время деформации. Таким образом, оборудование для пластического формования титановых сплавов является дорогим в производстве и сложным в обслуживании из-за высокой степени износа. Кроме того, при пластическом формовании титановых сплавов сложные геометрические формы может быть трудно получить. Таким образом, для получения желаемой формы конечного продукта часто требуется по существу дополнительная машинная обработка, тем самым дополнительно увеличивая стоимость.
Литье является общедоступной альтернативой для получения продуктов из титановых сплавов с более сложными формами. Однако литье титановых сплавов усложняется высокими температурами их плавления, а также повышенной реакционной способностью расплавленных титановых сплавов с формовочными материалами и окружающим кислородом.
Соответственно титановые сплавы являются одними из наиболее сложных металлов для обработки экономически эффективным способом. Таким образом, специалисты в области техники продолжают исследования и прилагают усилия для разработки титановых сплавов.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления предложенный титановый сплав содержит от приблизительно 5 до приблизительно 33 процентов по массе меди, от приблизительно 1 до приблизительно 8 процентов по массе железа и титан.
В другом варианте осуществления предложенный титановый сплав состоит по существу из приблизительно 5 до приблизительно 33 процентов по массе меди, приблизительно 1 до приблизительно 8 процентов по массе железа и остальное титан.
В еще одном варианте осуществления предложенный титановый сплав состоит по существу из приблизительно 13 до приблизительно 33 процентов по массе меди, приблизительно 3 до приблизительно 5 процентов по массе железа и остальное титан.
В одном варианте осуществления предложенный способ получения металлического изделия включает этапы (1) нагрева массы титанового сплава до температуры тиксоформинга, при этом температура тиксоформинга находится между температурой солидуса титанового сплава и температурой ликвидуса титанового сплава, а титановый сплав содержит медь, железо и титан; и (2) формирования массы в металлическое изделие во время нахождения массы при температуре тиксоформинга.
В другом варианте осуществления предложенный способ получения металлического изделия включает этапы (1) нагрева массы титанового сплава до температуры тиксоформинга, при этом температура тиксоформинга находится между температурой солидуса титанового сплава и температурой ликвидуса титанового сплава, а титановый сплав содержит от приблизительно 5 до приблизительно 33 процентов по массе меди, от приблизительно 1 до приблизительно 8 процентов по массе железа и титан; и (2) формирования массы в металлическое изделие во время нахождения массы при температуре тиксоформинга.
Другие варианты осуществления предложенного титано-медно-железного сплава и соответствующего способа тиксоформинга станут очевидны из приведенного ниже подробного описания, прилагаемых чертежей и прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана фазовая диаграмма титано-медно-железного сплава;
На фиг. 2А и 2В для трех примеров титановых сплавов показаны графики жидкой фракции в зависимости от температуры, полученных в равновесных условиях (фиг. 2А) и в условиях модели Шейла (фиг. 2В);
На фиг. 3А, 3В и 3С показаны фотографические изображения, показывающие изменения микроструктуры в зависимости от времени (при выдержке при 1010°С) для трех примеров титановых сплавов, более конкретно Ti-18Cu-4Fe (фиг. 3А), Ti-20Cu-4Fe (фиг. 3В) и Ti-22Cu-4Fe (фиг. 3С);
На фиг. 4 показана функциональная схема, показывающая один вариант осуществления предложенного способа изготовления металлического изделия;
На фиг. 5 показана функциональная схема изготовления и методологии обслуживания воздушного судна; и
На фиг. 6 показана блок-схема воздушного судна.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрыт титано-медно-железный сплав. При управлении допустимыми пределами по составу добавок меди и добавок железа в предложенном титано-медно-железном сплаве как раскрыто в настоящем документе, получаемый в результате титано-медно-железный сплав может быть особенно подходящим для использования в изготовлении металлических изделий с помощью тиксоформинга.
Будучи не ограниченными какой-либо конкретной теорией, считается, что предложенные титано-медно-железные сплавы особенно подходят для использования в изготовлении металлических изделий с помощью тиксоформинга, поскольку предложенные титано-медно-железные сплавы имеют широкий диапазон затвердевания. Использованный в настоящем описании термин «диапазон затвердевания» относится к разнице (ΔТ) между температурой солидуса и температурой ликвидуса титано-медно-железного сплава и в большой степени зависит от состава сплава. В одном примере диапазон затвердевания предложенных титано-медно-железных сплавов может быть по меньшей мере приблизительно 50°С. В другом примере диапазон затвердевания предложенных титано-медно-железных сплавов может быть по меньшей мере приблизительно 100°С. В еще одном примере диапазон затвердевания предложенных титано-медно-железных сплавов может быть по меньшей мере приблизительно 150°С. В еще одном примере диапазон затвердевания предложенных титано-медно-железных сплавов может быть по меньшей мере приблизительно 200°С. В еще одном примере диапазон затвердевания предложенных титано-медно-железных сплавов может быть по меньшей мере приблизительно 250°С. В еще одном примере диапазон затвердевания предложенных титано-медно-железных сплавов может быть по меньшей мере приблизительно 300°С.
Предложенные титано-медно-железные сплавы обретают способность к тиксоформингу при нагревании до температуры между температурой солидуса и температурой ликвидуса титано-медно-железного сплава. Однако преимущества тиксоформинга ограничиваются, когда жидкой фракции титано-медно-железного сплава становится слишком много (обработка становится подобной литью) или слишком мало (обработка становится подобной пластическому формированию металла). Таким образом, может быть преимущественным осуществлять тиксоформинг, когда жидкая фракция титано-медно-железного сплава находится между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами.
Будучи не ограниченными какой-либо конкретной теорией, дополнительно считается, что предложенные титано-медно-железные сплавы подходят для использования в изготовлении металлических изделий с помощью тиксоформинга, поскольку предложенные титано-медно-железные сплавы содержат жидкую фракцию между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температурах значительно ниже температур разливки обычных титановых сплавов. Согласно одной идее, предложенные титано-медно-железные сплавы содержат жидкую фракцию между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температуре менее чем 1200°С. Согласно другой идее, предложенные титано-медно-железные сплавы содержат жидкую фракцию между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температуре менее чем 1150°С. Согласно еще одной идее, предложенные титано-медно-железные сплавы содержат жидкую фракцию между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температуре менее чем 1100°С. Согласно еще одной идее, предложенные титано-медно-железные сплавы содержат жидкую фракцию между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температуре менее чем 1050°С. Согласно еще одной другой идее, предложенные титано-медно-железные сплавы содержат жидкую фракцию между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температуре менее чем 1010°С.
В одном варианте осуществления предложенный титано-медно-железный сплав имеет состав, показанный в Таблице 1.
Таким образом, предложенный титано-медно-железный сплав может состоять из (или состоять по существу из) титана (Ti), меди (Cu) и железа (Fe).
Специалисту в области техники будет понятно, что различные примеси, которые по существу не влияют на физические свойства предложенного титано-медно-железного сплава, также могут присутствовать, и присутствие таких примесей не приведет в результате к отступлению от объема настоящего раскрытия. Например, содержание примесей в предложенном титано-медно-железном сплаве можно контролировать, как показано в Таблице 2.
Добавление меди к предложенному титано-медно-железному сплаву увеличивает количество жидкой фракции при заданной температуре. Таким образом, будучи не ограниченными какой-либо конкретной теорией, считается, что добавление меди способствует способности к тиксоформингу предложенного титано-медно-железного сплава.
Как показано в Таблице 1, допустимые пределы добавок меди по составу к предложенному титано-медно-железному сплаву находятся в диапазоне от приблизительно 5 процентов по массе до приблизительно 33 процентов по массе. В одном варианте, допустимые пределы добавок меди по составу находятся в диапазоне от приблизительно 13 процентов по массе до приблизительно 33 процентов по массе. В другом варианте, допустимые пределы добавок меди по составу находятся в диапазоне от приблизительно 15 процентов по массе до приблизительно 30 процентов по массе. В еще одном варианте, допустимые пределы добавок меди по составу находятся в диапазоне от приблизительно 17 процентов по массе до приблизительно 25 процентов по массе. В еще одном другом варианте, допустимые пределы добавок меди по составу находятся в диапазоне от приблизительно 18 процентов по массе до приблизительно 22 процентов по массе.
Железо является сильным β-стабилизатором, но может увеличивать плотность и вызывать охрупчивание. Таким образом, будучи не ограниченными какой-либо конкретной теорией, считается, что добавление железа сохраняет Ti-β фазу при охлаждении, но без чрезмерного увеличения плотности и без значительного охрупчивания.
Как показано в Таблице 1, допустимые пределы добавок железа по составу к предложенному титано-медно-железному сплаву находится в пределах от приблизительно 1 процента по массе до приблизительно 8 процентов по массе. В одном варианте, допустимые пределы добавок железа по составу находятся в пределах от приблизительно 2 процентов по массе до приблизительно 7 процентов по массе. В другом варианте, допустимые пределы добавок железа по составу находятся в пределах от приблизительно 3 процентов по массе до приблизительно 6 процентов по массе. В еще одном варианте, допустимые пределы добавок железа по составу находятся в пределах от приблизительно 3 процентов по массе до приблизительно 5 процентов по массе. В еще одном другом варианте, железо присутствует в концентрации от приблизительно 4 процентов по массе.
Пример 1
(Ti-13-33Cu-4Fe)
Один общий неограничивающий пример предложенного титано-медно-железного сплава имеет состав, показанный в Таблице 3.
Как показано на фазовой диаграмме согласно фиг. 1, более конкретно на заштрихованной области фиг. 1, предложенный сплав Ti-13-33Cu-4Fe имеет относительно низкую температуру солидус (приблизительно 1000°С) и относительно широкий диапазон затвердевания. Таким образом, предложенный сплав Ti-13-33Cu-4Fe особенно подходит для тиксоформинга.
Пример 2
(Ti-18Cu-4Fe)
Один конкретный неограничивающий пример предложенного титано-медно-железного сплава имеет следующий номинальный состав:
Ti-18Cu-4Fe
и измеренный состав, показанный в Таблице 4.
Оборудование торговой марки PANDAT™ (версия 2014 2.0) от фирмы CompuTherm LLC, Миддлтон, Висконсин, использовалось для получения данных зависимости жидкой фракции от температуры для предложенного сплава Ti-18Cu-4Fe как в равновесных условиях, так и в условиях модели Шейла. Результаты показаны на фиг. 2А (равновесные условия) и 2 В (условия модели Шейла). На основании данных согласно фиг. 2А (равновесные условия), предложенный сплав Ti-18Cu-4Fe имеет температуру солидус приблизительно 1007°С и температуру ликвидус приблизительно 1345°С с диапазоном затвердевания приблизительно 338°С (364°С в условиях модели Шейла/фиг. 2В).
Как показано на фиг. 3А, предложенный сплав Ti-18Cu-4Fe нагревали до 1010°С - температура между температурами солидуса и ликвидуса (т.е. температура тиксоформинга) - и микрофотографии были сделаны через 0 секунд, 60 секунд, 300 секунд и 600 секунд. Микрофотографии показывают, как глобулярная микроструктура предложенного сплава Ti-18Cu-4Fe при 1010°С становится еще более глобулярной с течением времени. Таким образом, предложенный сплав Ti-18Cu-4Fe особенно подходит для тиксоформинга.
Пример 3
(Ti-20Cu-4Fe)
Другой конкретный неограничивающий пример предложенного титано-медно-железного сплава имеет следующий номинальный состав:
Ti-20Cu-4Fe0043
и измеренный состав, показанный в Таблице 5.
Оборудование торговой марки PANDAT™ (версия 2014 2.0) использовалось для получения данных зависимости жидкой фракции от температуры для предложенного сплава Ti-20Cu-4Fe как в равновесных условиях, так и в условиях модели Шейла. Результаты показаны на фиг. 2А (равновесные условия) и 2В (условия модели Шейла). На основании данных согласно фиг. 2А (равновесные условия), предложенный сплав Ti-20Cu-4Fe имеет температуру солидус приблизительно 999°С и температуру ликвидус приблизительно 1309°С с диапазоном затвердевания приблизительно 310°С (329°С в условиях модели Шейла/фиг. 2В).
Как показано на фиг. 3В, предложенный сплав Ti-20Cu-4Fe нагревали до 1010°С - температура между температурами солидуса и ликвидуса (т.е. температура тиксоформинга) - и микрофотографии были сделаны через 0 секунд, 60 секунд, 300 секунд и 600 секунд. Микрофотографии показывают, как глобулярная микроструктура предложенного сплава Ti-20Cu-4Fe при 1010°С становится еще более глобулярной с течением времени. Таким образом, предложенный сплав Ti-20Cu-4Fe особенно подходит для тиксоформинга.
Пример 4
(Ti-22Cu-4Fe)
Еще один другой конкретный неограничивающий пример предложенного титано-медно-железного сплава имеет следующий номинальный состав:
Ti-22Cu-4Fe
и измеренный состав, показанный в Таблице 6.
Оборудование торговой марки PANDAT™ (версия 2014 2.0) использовалось для получения данных зависимости жидкой фракции от температуры для предложенного сплава Ti-22Cu-4Fe как в равновесных условиях, так и в условиях модели Шейла. Результаты показаны на фиг. 2А (равновесные условия) и 2В (условия модели Шейла). На основании данных согласно фиг. 2А (равновесные условия), предложенный сплав Ti-22Cu-4Fe имеет температуру солидус приблизительно 995°С и температуру ликвидус приблизительно 1271°С с диапазоном затвердевания приблизительно 276°С (290°С в условиях модели Шейла/фиг. 2В).
Как показано на фиг. 3С, предложенный сплав Ti-22Cu-4Fe нагревали до 1010°С - температура между температурами солидуса и ликвидуса (т.е. температура тиксоформинга) - и микрофотографии были сделаны через 0 секунд, 60 секунд, 300 секунд и 600 секунд. Микрофотографии показывают, как глобулярная микроструктура предложенного сплава Ti-22Cu-4Fe при 1010°С становится еще более глобулярной с течением времени. Таким образом, предложенный сплав Ti-22Cu-4Fe особенно подходит для тиксоформинга.
Соответственно, раскрыты подходящие для тиксоформинга титано-медно-железные сплавы. Также раскрыты способы изготовления металлического изделия, в частности изделия из титанового сплава с помощью тиксоформинга.
Далее, как показано на фиг. 4, один вариант осуществления предложенного способа изготовления металлического изделия, в целом обозначенного цифрой 10, может начинаться в блоке 12 с выбора титанового сплава для использования в качестве начального материала. Например, выбор титанового сплава (блок 12) может включать выбор титано-медно-железного сплава с составом, показанным в Таблице 1 выше.
В этом случае специалисту в области техники будет понятно, что выбор титанового сплава (блок 12) может включать выбор коммерчески доступного титанового сплава или в альтернативном варианте осуществления не доступного коммерчески титанового сплава. В случае не доступного коммерчески титанового сплава, титановые сплавы могут быть созданы специально для использования в предложенном способе 10.
Как раскрыто в настоящем документе, диапазон затвердевания может быть одним из факторов, который необходимо учитывать при выборе (блок 12) титанового сплава. Например, выбор титанового сплава (блок 12) может включать выбор титано-медно-железного сплава, имеющего диапазон затвердевания по меньшей мере 50°С, например по меньшей мере 100°С, или по меньшей мере 150°С, или по меньшей мере 200°С, или по меньшей мере 250°С, или по меньшей мере 300°С.
Также в настоящем документе раскрыто, что температура, при которой обеспечивается жидкая фракция между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами, может быть другим фактором, который необходимо учитывать при выборе (блок 12) титанового сплава. Например, выбор титанового сплава (блок 12) может включать выбор титано-медно-железного сплава, в котором жидкая фракция содержится между приблизительно 30 процентами и приблизительно 50 процентами при температуре менее чем 1200°С, например при температуре менее чем 1150°С, или при температуре менее чем 1100°С, или при температуре менее чем 1050°С.
В блоке 14 масса титанового сплава может быть нагрета до температуры тиксоформинга (т.е. температуры между температурами солидуса и ликвидуса титанового сплава). В одном конкретном варианте реализации, масса титанового сплава может быть нагрета до конкретной температуры тиксоформинга, причем для получения необходимого количества жидкой фракции в массе титанового сплава может быть выбрана конкретная температура тиксоформинга. В одном примере, необходимое количество жидкой фракции может составлять от приблизительно 10 процентов до приблизительно 70 процентов. В другом примере, необходимое количество жидкой фракции может составлять от приблизительно 20 процентов до приблизительно 60 процентов. В еще одном примере, необходимое количество жидкой фракции может составлять от приблизительно 30 процентов до приблизительно 50 процентов.
В блоке 16 масса титанового сплава при необходимости может выдерживаться при температуре тиксоформинга в течение заранее заданного минимального количества времени до обработки на следующем этапе (блок 18). В одном примере, заранее заданное минимальное количество времени может составлять приблизительно 10 секунд. В другом примере, заранее заданное минимальное количество времени может составлять приблизительно 30 секунд. В еще одном примере, заранее заданное минимальное количество времени может составлять приблизительно 60 секунд. В еще одном примере, заранее заданное минимальное количество времени может составлять приблизительно 300 секунд. В еще одном примере, заранее заданное минимальное количество времени может составлять приблизительно 600 секунд.
В блоке 18 может быть осуществлено формирование массы титанового сплава в металлическое изделие во время, пока масса находится при температуре тиксоформинга. Могут быть использованы различные технологии формирования, такие как без ограничения литье или формование.
Соответственно, предложенный титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга могут упростить изготовление окончательных (или близких к окончательной форме) изделий из титановых сплавов при температурах, которые значительно ниже температур разливки обычного титана, и без необходимости в сложной/дорогой оснастке, как правило связанной с пластическим формированием титановых сплавов. Таким образом, предложенный титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга могут значительно снизить стоимость изготовления изделий из титанового сплава.
Примеры настоящего раскрытия можно описать в контексте способа 100 производства и технического обслуживания воздушных судов, как показано на фиг. 5, и воздушного судна 102, как показано на фиг. 6. Во время предсерийного производства способ 100 производства и технического обслуживания воздушного судна может включать спецификацию и проектирование 104 воздушного судна 102 и материальное снабжение 106. Во время производства происходит изготовление 108 комплектующих деталей/сборочных узлов и интеграция 110 систем воздушного судна 102. После этого воздушное судно 102 может пройти процедуру сертификации и доставки 112 для введения в эксплуатацию 114. При эксплуатации покупателем для воздушного судна 102 составляют график регулярного технического обеспечения и обслуживания 116, который также может включать модификацию, перестройку, переоборудование и т.п.
Каждый из указанных процессов предложенного способа 100 можно осуществить или выполнить с помощью системного интегратора, сторонней организации и/или оператора (например, покупателя). Для целей настоящего описания системный интегратор может без ограничения включать любое количество самолетостроительных предприятий и субподрядчиков для производства основных систем; сторонняя организация может без ограничения включать любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; и оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военные власти, организацию технического обслуживания и т.п.
Как показано на фиг. 6, воздушное судно 102, произведенное согласно типичному способу 100, может содержать корпус 118 с множеством систем 120 и внутреннюю часть 122. Примеры множества систем 120 могут включать одну или более силовую установку 124, электрическую систему 126, гидравлическую систему 128 и систему 130 жизнеобеспечения. Может быть включено любое количество других систем.
Предложенный титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга можно использовать во время одного или более этапов способа 100 производства и технического обслуживания воздушного судна. В одном из примеров, комплектующие детали и сборочные узлы, соответствующие изготовлению 108 комплектующих деталей/сборочных узлов, интеграции ПО систем и/или техническому обеспечению и обслуживанию 116, могут быть произведены или изготовлены с использованием предложенного титано-медно-железного сплава и соответствующего способа тиксоформинга. В другом примере, корпус 118 воздушного судна может быть изготовлен с использованием предложенного титано-медно-железного сплава и соответствующего способа тиксоформинга. Также один или более примеров устройств, способа или их комбинации могут использоваться при изготовлении 108 комплектующих деталей/сборочных узлов и интеграции ПО систем, например, путем ускорения сборки или уменьшения затрат на воздушное судно 102, например корпуса 118 воздушного судна и/или внутренней части 122. Аналогично, один или более примеров устройств, способа или их комбинации могут использоваться при введении воздушного судна 102 в эксплуатацию, например и без ограничения, для технического обеспечения и обслуживания 116.
Предложенный титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга описаны применительно к воздушному судну; однако специалист в области техники легко поймет, что предложенный титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга можно использовать в различных отраслях применения. Например, предложенный титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга можно использовать в любом типе транспортного средства, включая, например, вертолеты, пассажирские суда, автомобили, изделия для морского флота (лодки, моторы и т.п.) и тому подобное. Также возможно применение не только для транспортных средств, например в медицине.
Хотя в настоящем документе были продемонстрированы и описаны различные варианты осуществления предложенного титано-медно-железного сплава и соответствующего способа тиксоформинга, после прочтения описания настоящего изобретения специалисты в данной области техники могут придумать другие модификации. Настоящая заявка включает такие модификации и ограничена только объемом формулы изобретения.
Claims (9)
1. Способ получения изделия из титанового сплава с помощью тиксоформинга, включающий:
нагрев массы титанового сплава, содержащего, мас.%: медь 5-33, железо 1-8, остальное - титан, до температуры тиксоформинга, при этом указанная температура тиксоформинга находится между температурой солидуса указанного титанового сплава и температурой ликвидуса указанного титанового сплава, где разница между указанной температурой солидуса и указанной температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 50°C;
выдерживание указанной массы при указанной температуре тиксоформинга по меньшей мере в течение 60 секунд; и
формирование указанного изделия из указанной массы при указанной температуре тиксоформинга.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдерживание указанной массы при указанной температуре тиксоформинга составляет по меньшей мере 600 секунд.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что разница между температурой солидуса и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 200°C.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что разница между температурой солидуса и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 250°C.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что при температуре менее чем 1100°C указанный титановый сплав содержит жидкую фракцию в количестве от 30% до 50%.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что медь присутствует в указанном титановом сплаве в количестве от 13 до 33 мас.%, и железо присутствует в указанном титановом сплаве в количестве от 3 до 5 мас.%.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/472,948 | 2017-03-29 | ||
US15/472,948 US10357822B2 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Titanium-copper-iron alloy and associated thixoforming method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018111183A RU2018111183A (ru) | 2019-09-30 |
RU2018111183A3 RU2018111183A3 (ru) | 2021-05-18 |
RU2760224C2 true RU2760224C2 (ru) | 2021-11-23 |
Family
ID=61837651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018111183A RU2760224C2 (ru) | 2017-03-29 | 2018-03-29 | Титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10357822B2 (ru) |
EP (1) | EP3382047B1 (ru) |
JP (1) | JP7250429B2 (ru) |
KR (1) | KR102457276B1 (ru) |
CN (1) | CN108690923B (ru) |
CA (1) | CA3000118C (ru) |
RU (1) | RU2760224C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112775436B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-05-03 | 西安交通大学 | 一种促进钛合金增材制造过程生成等轴晶的制造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2156850B (en) * | 1984-04-06 | 1988-05-25 | Nat Res Dev | Titanium alloys |
EP0443698B1 (de) * | 1990-02-20 | 1994-06-01 | Saes Getters S.P.A. | Chemiesorptionsfähige Metallegierung und Verfahren zur Gasreinigung |
RU2079566C1 (ru) * | 1993-05-13 | 1997-05-20 | Алексей Михайлович Савченко | Литейный сплав на основе титана |
WO1998003686A1 (en) * | 1996-07-18 | 1998-01-29 | The University Of Melbourne | Semi-solid forming |
WO2017077137A2 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Innomaq 21, S.L. | Method for the economic manufacturing of metallic parts |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4149884A (en) * | 1978-06-30 | 1979-04-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High specific strength polycrystalline titanium-based alloys |
JPH0717975B2 (ja) * | 1983-01-11 | 1995-03-01 | 郁男 岡本 | ろう付け用非晶質合金箔帯 |
GB8408975D0 (en) | 1984-04-06 | 1984-05-16 | Wood J V | Titanium alloys |
US5341818A (en) * | 1992-12-22 | 1994-08-30 | Advanced Cardiovascular Systems, Inc. | Guidewire with superelastic distal portion |
US5865238A (en) * | 1997-04-01 | 1999-02-02 | Alyn Corporation | Process for die casting of metal matrix composite materials from a self-supporting billet |
US6428636B2 (en) * | 1999-07-26 | 2002-08-06 | Alcan International, Ltd. | Semi-solid concentration processing of metallic alloys |
US6666258B1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-12-23 | Takata Corporation | Method and apparatus for supplying melted material for injection molding |
JP2005113194A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | チタン合金 |
US20100192727A1 (en) * | 2005-02-10 | 2010-08-05 | Graham Rex Withers | Apparatus and method for mixing, agitating and transporting molten or semi-solid metal-matrix composite materials |
JP5503309B2 (ja) | 2010-01-27 | 2014-05-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労強度に優れたβ型チタン合金 |
EP3034637B1 (en) * | 2010-04-30 | 2018-10-24 | Questek Innovations LLC | Titanium alloys |
WO2011152553A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 東邦チタニウム株式会社 | 銅粉、クロム粉または鉄粉を配合したチタン合金複合粉、これを原料としたチタン合金材及びその製造方法 |
US20140044584A1 (en) | 2011-04-27 | 2014-02-13 | Toho Titanium Co., Ltd. | Alpha + beta or beta TITANIUM ALLOY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF |
JP5837406B2 (ja) | 2011-11-29 | 2015-12-24 | 東邦チタニウム株式会社 | チタン合金およびその製造方法 |
CN103170602B (zh) * | 2013-03-14 | 2015-07-22 | 哈尔滨工业大学 | Ti-Cu型钛合金半固态坯料的制备方法 |
CN105349831A (zh) | 2015-08-18 | 2016-02-24 | 张志军 | 一种医用人造关节材料的制备方法 |
CN105397050A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-16 | 昆明理工大学 | 一种铜合金半固态成形方法 |
-
2017
- 2017-03-29 US US15/472,948 patent/US10357822B2/en active Active
-
2018
- 2018-03-29 CA CA3000118A patent/CA3000118C/en active Active
- 2018-03-29 CN CN201810269272.XA patent/CN108690923B/zh active Active
- 2018-03-29 JP JP2018063670A patent/JP7250429B2/ja active Active
- 2018-03-29 RU RU2018111183A patent/RU2760224C2/ru active
- 2018-03-29 EP EP18164884.1A patent/EP3382047B1/en active Active
- 2018-03-29 KR KR1020180036271A patent/KR102457276B1/ko active IP Right Grant
-
2019
- 2019-06-05 US US16/431,964 patent/US20190291177A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2156850B (en) * | 1984-04-06 | 1988-05-25 | Nat Res Dev | Titanium alloys |
EP0443698B1 (de) * | 1990-02-20 | 1994-06-01 | Saes Getters S.P.A. | Chemiesorptionsfähige Metallegierung und Verfahren zur Gasreinigung |
RU2079566C1 (ru) * | 1993-05-13 | 1997-05-20 | Алексей Михайлович Савченко | Литейный сплав на основе титана |
WO1998003686A1 (en) * | 1996-07-18 | 1998-01-29 | The University Of Melbourne | Semi-solid forming |
WO2017077137A2 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | Innomaq 21, S.L. | Method for the economic manufacturing of metallic parts |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Bo H. et al., Experimental study and thermodynamic assessment of the Cu-Fe-Ti system. Chalpad 40, 2013, p. 24-33, табл. 1, фиг. 5-8. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018111183A3 (ru) | 2021-05-18 |
US20190291177A1 (en) | 2019-09-26 |
EP3382047A1 (en) | 2018-10-03 |
RU2018111183A (ru) | 2019-09-30 |
CN108690923B (zh) | 2022-02-18 |
CN108690923A (zh) | 2018-10-23 |
KR20180110634A (ko) | 2018-10-10 |
CA3000118A1 (en) | 2018-09-29 |
CA3000118C (en) | 2023-01-03 |
US20180281054A1 (en) | 2018-10-04 |
US10357822B2 (en) | 2019-07-23 |
BR102018006497A2 (pt) | 2018-11-21 |
EP3382047B1 (en) | 2019-12-11 |
JP2018204095A (ja) | 2018-12-27 |
JP7250429B2 (ja) | 2023-04-03 |
KR102457276B1 (ko) | 2022-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102576954B1 (ko) | 마그네슘, 칼슘 및, 크롬과 망간 및 지르코늄 중 적어도 하나의 첨가를 갖는 알루미늄 합금 및 그 제조 방법 | |
Ding et al. | Microstructure and mechanical property considerations in additive manufacturing of aluminum alloys | |
Manfredi et al. | Direct metal laser sintering: an additive manufacturing technology ready to produce lightweight structural parts for robotic applications | |
US20180245190A1 (en) | Aluminum alloys | |
KR102627655B1 (ko) | 티타늄-코발트 합금 및 관련된 틱소포밍 방법 | |
JP2018204099A (ja) | 銅、リチウム、及び少なくとも1種のアルカリ土類金属又は希土類金属の添加物を含むアルミニウム合金、及びその製造方法 | |
AU2003232527A1 (en) | Creep resistant magnesium alloy | |
CA2985067A1 (en) | High strength 5xxx aluminum alloys and methods of making the same | |
JP7294773B2 (ja) | マグネシウムと、クロム、マンガン及びジルコニウムのうちの少なくとも1つとを添加したアルミニウム合金、並びにその製造方法 | |
RU2760224C2 (ru) | Титано-медно-железный сплав и соответствующий способ тиксоформинга | |
Bassani et al. | Properties of aluminium alloys produced by selective laser melting | |
Runge et al. | Metallurgy Basics for Aluminum Surfaces | |
Sajadi et al. | Fatigue Improvement of AlSi10Mg Fabricated by Laser-Based Powder Bed Fusion through Heat Treatment. Metals 2021, 11, 683 | |
BR102018006497B1 (pt) | Liga de titânio, e, método para fabricar um artigo metálico. | |
BR102018006490B1 (pt) | Método de obtenção de um produto a partir de uma liga de titânio por tixoconformação | |
Zhou | Study on Creep Behavior of Semi-Solid A356 Alloy Produced by the GISS Process | |
KR20050016609A (ko) | 크리프 내성을 가진 마그네슘 합금 |