SE464116B - Saett vid smaeltning och gjutning av beta-titanlegeringar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 464 116 Dessa legeringar finns beskrivna i patentansökningen 8702509-4 och är sammansatta av huvudbestândsdelarna titan, vanadin och krom, varvid ett exempel på en sådan legering är Ti-35 % vana- din - 15 % krom. Trots att de bildas från legeringsbestånds- delar som alla är energetiska karbidbildare är det en över- raskande iakttagelse att legeringar med den ovan beskrivna, ungefärliga sammansättningen är relativt icke-reaktiva med av- seende på kol.

Definitionpavluppfinningen Denna uppfinning hänför sig till smältning och gjutning av beta-titanlegeringar med en speciell klass av sammansättningar med användning av smältnings- och gjutningsutrustning som har smält metall-kontaktande ytor vilka väsentligen är bildade av kol. Det har visat sig att en viss klass av beta-titanlege- ringar är relativt oreaktiv med kol och därigenom med fördel kan bearbetas i kontakt med kol. Vidare har det kunnat be- stämmas att mängder av kol som upplöses av legeringen inte är skadliga med avseende på materialegenskaperna och de facto under vissa omständigheter kan vara fördelaktiga.

Ovanstående och andra ändamål, kännetecken och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att bli mer påtagliga genom *följande beskrivning av de föredragna utföringsformerna.

Bästa sätt för utförande av uppfinningen Uppfinningen hänför sig till den teknologi som avser smält- ning och gjutning av beta-titanlegeringar vilka består av mer än 10 % krom, mer än 20g% vanadin och minst 40 % titan.

Sådana legeringar utgör föremålet för patentansökningen 8702509-4. Dessa legeringar har en anmärkningsvärd kombina- tion av hållfasthet och obrännbarhet under de måttligt på- frestande förhållanden som råder i turbinsektionen i gas- turbinmotorer.

Det har visat sig att sådana material lätt kan bringas i kon- takt med kol i olika former medan legeringsmaterialet är i 10 15 20 25 30 35 464 116 smält tillstånd, utan att det inträffar några ofördelaktiga, skadliga reaktioner. Så t.ex. kan legeringen smältas i en grafitdegel och degeln kan upphettas induktivt med använd- ning av de välkända egenskaperna hos grafit som en susceptor utan överdriven reaktion med grafiten. Användning av kolbas- degel tillsammans med de tidigare beskrivna beta-titanlege- ringarna kan eliminera nödvändigheten av och nackdelarna med de slaggsmältningsmetoder som hittills använts.

Faktum är att det har kunnat iakttagas att beta-legerings- materialet förefaller att uppnå en jämviktskolhalt som är relaterad till graden av överhettning av materialet. Så t.ex. kommer materialet med en negligerbar grad av överhettning (dvs. mycket nära fryspunkten) att innehålla en jämviktsmängd kol av storleksordningen 0,1 - 0,3 %. Vid 1000 överhettning kommer materialet att innehålla en jämviktsmängd kol av storleksord- ningen från 0,4 till 0,6 viktprocent. Vid 2000 uppskattas det att materialet kommer att innehålla en mängd kol av från 0,6 till 1,2 viktprocent.

Innebörden i föreliggande uppfinning blir särskilt påtaglig i gjutningsprocessen. Medan det enligt tidigare teknik har varit svårt om inte omöjligt att till rätt storlek och form gjuta komplicerade titanalster med noggrann geometri på grund av reaktioner mellan form och metall och låg Överhêttfling är det med föreliggande uppfinning möjligt att tillverka en komplicerad kolform, t.ex. genom maskinbearbetning av grafit genom beläggning av en keramisk form med kol (t.ex. pyro- lytisk grafit) eller genom användning av precisions-skalform- -metoder, men där innermetallen kontaktar beläggningen och uppslamningar är sammansatta huvudsakligen av kol, eller genom användning av precisions-gjutmetoder där de metall- kontaktande ytorna är bildade från kolpartiklar bundna med kolloidal kiseldioxid eller kolloidal aluminiumoxid eller något annat titanskalsystem. Detta kommer att tillåta gjutning av komplicerade former, såsom komponenter i gasturbinmotorer som har en gjutyta fri från formmetallangrepp och en mycket 464 116 exakt geometri, som kommer att minimera behovet av ytterligare maskinbearbetning.

Det skall förstås att uppfinningen inte är begränsad till de särskilda utföringsformer som här visats och beskrivits, utan att olika förändringar och modifieringar kan göras utan att avvika från andemeningen i och omfattningen av detta nytän- kande, sådant det definieras i de följande patentkraven.

Claims (3)

10 15 20 464 116 Patentkrav

1. Sätt vid smältning och gjutning av legeringar av typen baserad på Ti-V-Cr och innehållande mer än ca 10 % Cr, mer än ca 20 % V och mer än ca 40 % Ti och som är sammansatta huvudsakligen av beta-titan, k ä n n e t e c k n a t av att minst en ytbeläggning av huvudsakligen kol anbringas på alla ytor som kommer i kontakt med den smälta legeringen.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att a) legeringen smältes i en degel som har en kol-metall-kon- taktande yta, och utan bildning av något stelnat ytskikt av titan, b) tillräckligt med energi tillförs för att upphetta den smälta beta-legeringen till den önskade överhettningen, c) beta-titanlegeringen med kontrollerad överhettning gjutes i en form.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att de metallkontaktande formytorna är väsentligen kol.