UA126489C2

UA126489C2 - Високоміцні титанові сплави

Info

Publication number: UA126489C2
Application number: UAA202007736A
Authority: UA
Inventors: Матіас Ґарсія-Авіла; Матиас Гарсия-Авила; Джон В. Мантіон; Джон В. МАНТИОН; Меттью Дж. Арнолд; Мэттью Дж. Арнолд
Original assignee: ЕйТіАй ПРОПЕРТІЗ ЕлЕлСі; ЭйТиАй ПРОПЕРТИЗ ЭлЭлСи
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2022-10-12
Also published as: CN114921684B; KR102482145B1; JP2023055846A; KR20220016298A; AU2019266051B2; AU2021229130A1; CN112105751A; US20220033935A1; ES2932726T3; EP4177367A1; KR20230005425A; WO2019217006A1; AU2023202953A1; JP2021523295A; US11674200B2; EP3791003A1; AU2021229130B2; EP3791003B1; JP7221988B2; CA3097852A1

Abstract

Необмежувальний варіант здійснення титанового сплаву містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію, від 3,0 до 8,0 олова, від 1,0 до 5,0 цирконію, від 0 до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, що складається з кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту та вуглецю, титан, домішки. Необмежувальний варіант здійснення титанового сплаву включає навмисне додавання олова та цирконію у поєднанні з деякими іншими легувальними добавками, такими як алюміній, кисень, ванадій, молібден, ніобій і залізо, для стабілізації α-фази та збільшення об'ємної частки α-фази без ризику утворення фази окрихчення, яка, як було помічено, збільшувала межу міцності при кімнатній температурі при збереженні пластичності. 29

Description

Піднезекв знезнека

ЇЇ 0 ла Переробка в я шщЕКа і мі й шшш шо електроду (38 незбхідності)

Фінальна о Проміжна ши: лиш:

Переробка 0 Підтютовка о Фінальна

Переробна а

Фіг. 1

РІВЕНЬ ТЕХНІКИ

ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ

Даний винахід стосується високоміцних титанових сплавів.

ОПИС РІВНЯ ТЕХНІКИ

Титанові сплави зазвичай мають високу питому міцність, корозійну стійкість і стійкі до повзучості при помірно високих температурах. З цих причин титанові сплави використовують в аерокосмічній та авіаційній промисловості, включаючи, наприклад, елементи шасі, рами двигуна та інші важливі конструкційні елементи. Наприклад, титановий сплав Ті-10М-2ГРе-зЗАЇ (який також називають "сплав Ті 10-2-3", що має склад, зазначений в ШМ5 56410) і титановий сплав Ті-5АЇ!-

БМо-5М-3Ст (який також називають "сплав Ті 5553", не зазначений в ОМ5) являють собою комерційні сплави, які використовують для виготовлення шасі та інших великих компонентів. Ці сплави мають межу міцності на розтяг в діапазоні від 170 до 180 тис. фунтів/кв. дюйм (1170- 1240 МПа) і піддаються термообробці в товстих зрізах. Однак, ці сплави проявляють обмежену пластичність при кімнатній температурі у високоміцному стані. Ця обмежена пластичність зазвичай обумовлена фазами окрихчення, такими як ТізАЇї, ТІАЇ або омега-фазою.

Крім того, титановий сплав Ті-10Му-2ЕРе-ЗАЇ може бути складним в обробці. Сплав повинен бути швидко охолоджений, наприклад, загартуванням водою або повітрям, після здійснення термообробки на твердий розчин для досягнення бажаних механічних властивостей продукту, і це може обмежити його застосовність при товщини перерізу менше 3 дюймів (7,62 см).

Титановий сплав Ті-5АІ-2Мо-5У-3Ст може бути охолоджений повітрям від температури розплаву і, отже, може використовуватися на перерізі товщиною до б дюймів (15,24 см). Однак, його міцність і пластичність нижче, ніж у титанового сплаву Ті-10М-2ГРе-ЗАЇ. Дані сплави також демонструють обмежену пластичність, наприклад, менше 6 95, в стані високої міцності через осадження вторинних метастабільних фаз, що призводять до окрихчення.

Відповідно, виникла потреба в титанових сплавах, що можуть бути загартовані у товстих перерізах і/або мають поліпшену пластичність при граничній міцності на розтягнення, що перевищує близько 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) при кімнатній температурі.

СУТЬ ВИНАХОДУ

Відповідно до одного необмежувального аспекту даного винаходу титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію; від 3,0 до 8,0 олова; від 1,0 до 5,0 цирконію; від 0 до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту та вуглецю; титан; домішки.

Відповідно до іншого необмежувального аспекту даного винаходу титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 8,6 до 11,4 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 4,6 до 7,4 олова; від 2,0 до 3,9 алюмінію; від 1,0 до 3,0 молібдену; від 1,6 до 3,4 цирконію, від 0 до 0,5 хрому; від О до 0,4 заліза; від О до 0,25 кисню; від 0 до 0,05 азоту; від 0 до 0,05 вуглецю; титан; домішки.

Відповідно до ще одного необмежувального аспекту даного винаходу титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію; від 3,0 до 8,0 олова; від 1,0 до 5,0 цирконію; від 0 до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту та вуглецю; титан; домішки.

КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

Особливості та переваги сплавів, виробів і способів, описаних у даному документі, можуть бути краще зрозумілі з посиланням на доданий графічний матеріал, на якому:

Фіг. 1 являє собою графік, який ілюструє необмежувальний варіант здійснення способу обробки необмежувального варіанту здійснення титанового сплаву відповідно до даного винаходу; та

Фіг. 2 являє собою графік залежності межі міцності на розрив (СТ) і відносного подовження необмежувальних варіантів здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу порівняно з деякими звичайними титановими сплавами.

Читач отримає достатнє уявлення про вищевикладені подробиці, а також інші, після розгляду наведеного нижче детального опису деяких необмежувальних варіантів здійснення відповідно до даного винаходу.

ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ПЕВНИХ НЕОБМЕЖУВАЛЬНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ

У цьому описі необмежувальних варіантів здійснення, окрім прикладів роботи або якщо не вказано інше, всі числа, які виражають кількості або характеристики, слід розуміти як модифіковані в усіх випадках терміном "близько". Відповідно, якщо не вказано інше, будь-які 60 числові параметри, викладені в подальшому описі, є приблизними значеннями, які можуть варіюватися в залежності від бажаних властивостей, які користувач прагне отримати в матеріалах, і способами відповідно до даного опису. У крайньому випадку і не як спроба обмежити застосування доктрини еквівалентів до обсягу формули винаходу, кожен числовий параметр повинен щонайменше тлумачитися з урахуванням числа значущих цифр, що повідомляються, і шляхом застосування звичайних методів округлення. Всі діапазони, описані в даному документі, включають описані кінцеві точки, якщо не вказано інше.

Будь-який патент, публікація або інший описаний матеріал, який, як стверджується, включений повністю або частково за допомогою посилання, включається в даний документ тільки в тій мірі, в якій включений матеріал не суперечить існуючим визначенням, заявам або іншому набору описаних матеріалів, викладеному в даному винаході. По суті і в тій мірі, в якій це необхідно, винахід, описаний у даному документі, замінює будь-який матеріал, що суперечить суті, включений в даний документ за допомогою посилання. Будь-який матеріал або його частина, які, нібито включені сюди за допомогою посилання, але які суперечать існуючим визначенням, заявам або іншим матеріалам, що розкриваються, викладеними в даному документі, включені тільки в тій мірі, в якій не виникає конфлікту між цим включеним матеріалом і існуючим описом.

Використовуваний тут термін "пластичність" або "межа пластичності" стосується межі або максимального ступеню відновлення або пластичної деформації, яку металевий матеріал може витримати без руйнування або розтріскування. Це визначення відповідає значенню, наведеному, наприклад, в А5М МагегіаІ5 Епдіпеегіпу Оісіопагу, У.К. ОВамі5, ед., АЗМ Іпіегпайіопаї! (1992), стор. 131.

Посилання в даному документі на титановий сплав, "що містить" конкретну композицію, призначене для охоплення сплавів, "що складаються в основному з" або "що складаються з" зазначеної композиції. Зрозуміло, що композиції титанового сплаву, описані в даному документі як такі, що "містять", "складаються з" або "що складаються в основному з" конкретної композиції, також можуть включати домішки.

Даний винахід частково спрямований на усунення деяких обмежень звичайних титанових сплавів. Один необмежувальний варіант здійснення титанового сплаву відповідно до даного винаходу може містити або складатися в основному з масових відсотків від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію; від 3,0 до 8,0 олова; від 1,0 до 5,0 цирконію; від 0 до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту і вуглецю; титану; домішок. Певні варіанти здійснення даного титанового сплаву можуть додатково містити або складатися в основному з масових відсотків від загальної маси сплаву: від 6,0 до 12,0 або в деяких варіантах від 6,0 до 10,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію; від 0,1 до 5,0 молібдену; від 0,01 до 0,40 заліза; від 0,005 до 0,3 кисню; від 0,001 до 0,07 вуглецю; від 0,001 до 0,03 азоту. Інший необмежувальний варіант здійснення титанового сплаву відповідно до даного винаходу може містити або складатися в основному з масових відсотків від загальної маси сплаву: від 8,6 до 11,4 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 4,6 до 7,4 олова; від 2,0 до 3,9 алюмінію; від 1,0 до 3,0 молібдену; від 1,6 до 3,4 цирконію, від О до 0,5 хрому; від 0 до 0,4 заліза; від О до 0,25 кисню; від 0 до 0,05 азоту; від 0 до 0,05 вуглецю; титану; домішок.

У необмежувальних варіантах здійснення відповідно до даного винаходу випадкові елементи і домішки в складі сплаву можуть містити або складатися в основному з одного або декількох, а саме з водню, вольфраму, танталу, марганцю, нікелю, гафнію, галію, сурми, кремнію, сірки, калію і кобальту. Деякі необмежувальні варіанти здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу можуть містити в масових відсотках від загальної маси сплаву від О до 0,015 водню і від 0 до 0,1 кожного з таких елементів: вольфраму, танталу, марганцю, нікелю, гафнію, галію, сурми, кремнію, сірки, калію та кобальту.

У певних необмежувальних варіантах здійснення даного титанового сплаву титановий сплав містить еквівалентне значення алюмінію від 6,0 до 9,0 і еквівалентне значення молібдену від 5,0 до 10,0, що, як спостерігали винахідники, покращує пластичність при граничній міцності на розтягнення, перевищує близько 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) при кімнатній температурі, при цьому, уникаючи небажаних фаз, прискорюючи кінетику осадження та сприяючи мартенситному перетворенню під час обробки. Використовуваний у даному документі термін "еквівалентне значення алюмінію" або "еквівалент алюмінію" (АїЇскв) може бути визначений таким чином (де всі концентрації елементів вказані в масових відсотках, як зазначено): АЇекв. - А|(мас. 55) - ((1/6)х 2Г(мас. зо) - ((1/3)х ЗПумас. 53) - 1ОхОмас.»)). Використовуваний у даному документі термін "еквівалентне значення молібдену" або "еквівалент молібдену" (Моекв.) бо може бути визначений таким чином (де всі концентрації елементів вказані в масових відсотках,

як зазначено): Моекв. - Момас.е ж ((1/5)х Та(мас.о)) - (1/3,6)хМБумас. з) - ((1/2,5ухУМ(мас. 95)

У деяких необмежувальних варіантах здійснення даного титанового сплаву титановий сплав містить відносно низьку кількість алюмінію для запобігання утворенню крихких інтерметалевих фаз типу ТізХ, де Х являє собою метал. Титан має дві алотропні форми: бета ("В") -- фаза, що має об'ємно-центровану кубічну (ОЦК) кристалічну структуру; і альфа («а») -- фаза, яка має гексагональну щільноупаковану (ГПЦУ) кристалічну структуру. Більшість а-В-титанових сплавів містять близько 6 95 алюмінію, який може утворювати ТізА! при термообробці. Це може завдати шкідливого впливу пластичності. Відповідно, певні варіанти здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу включають від близько 2,0 95 до близько 5,0 95 алюмінію за масою. У деяких інших варіантах здійснення титанових сплавів, згідно з цим розкриттям, вміст алюмінію складає від близько 2,0 95 до близько 3,4 95 за масою. В інших варіантах здійснення вміст алюмінію в титанових сплавах відповідно до даного винаходу може становити від близько 3,0 95 до близько 3,9 95 за масою.

У деяких необмежувальних варіантах здійснення даного титанового сплаву титановий сплав включає навмисне додавання олова і цирконію в поєднанні з деякими іншими легувальними добавками, такими як алюміній, кисень, ванадій, молібден, ніобій і залізо. Без наміру обмежуватися будь-якої теорією вважається, що навмисне додавання олова і цирконію стабілізує а-фазу, збільшуючи об'ємну частку а-фази без ризику утворення фаз окрихчення.

Було відзначено, що навмисне додавання олова і цирконію збільшує межу міцності при кімнатній температурі при збереженні пластичності. Додавання олова і цирконію також забезпечує зміцнення твердого розчину як в а-, так і в В-фазах. У деяких варіантах здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу сума вмісту алюмінію, олова і цирконію становить від 8 до 15 мас. 95 від загальної маси сплаву.

У деяких необмежувальних варіантах здійснення відповідно до даного винаходу розкриті у даному документі титанові сплави включають один або кілька р-стабілізуючих елементів, вибраних із ванадію, молібдену, ніобію, заліза і хрому, щоб уповільнити осадження і зростання а-фази при охолодженні матеріалу від області В-фази і досягти бажаного прожарювання товстого перерізу. Певні варіанти здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу містять від близько 6,0 956 до близько 12,0 95 одного або кількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, за масою. В інших варіантах здійснення сума вмісту ванадію і ніобію в титанових сплавах відповідно до даного винаходу може становити від близько 8,6 95 до близько 11,4 95, від близько 8,6 95 до близько 9,4 95 або від близько 10,6 95 до близько 11,4 95, всі значення у масових відсотках від загальної маси титанового сплаву.

Перший необмежувальний титановий сплав відповідно до даного винаходу містить або складається в основному 3, у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію; від 3,0 до 8,0 олова; від 1,0 до 5,0 цирконію; від 0 до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту та вуглецю; титану; домішок.

У першому варіанті здійснення алюміній може бути включений до складу сплаву для стабілізації альфа-фази і посилення. У першому варіанті здійснення алюміній може бути присутнім у будь-якій концентрації в діапазоні від 2,0 до 5,0 мас. 95 від загальної маси сплаву.

У першому варіанті здійснення олово може бути включено до складу для зміцнення твердого розчину сплаву і стабілізації альфа-фази. У першому варіанті здійснення олово може бути присутнім у будь-якій концентрації в діапазоні від 3,0 до 8,0 мас. 95 від загальної маси сплаву.

У першому варіанті здійснення цирконій може бути включений до складу для зміцнення твердого розчину сплаву і стабілізації альфа-фази. У першому варіанті здійснення цирконій може бути присутнім у будь-якій концентрації в діапазоні від 1,0 до 5,0 мас. 95 від загальної маси сплаву.

У першому варіанті здійснення молібден, якщо він присутній, може бути включений до складу для зміцнення твердого розчину сплаву і стабілізації бета-фази. У першому варіанті здійснення молібден може бути присутнім у будь-якому з таких діапазонів масових концентрацій від загальної маси сплаву: від 0 до 5,0; від 1,0 до 5,0; від 1,0 до 3,0; від 1,0 до 2,0 та від 2,0 до 3,0.

У першому варіанті здійснення залізо, якщо воно присутнє, може бути включене до складу для зміцнення твердого розчину сплаву і стабілізації бета-фази. У першому варіанті здійснення залізо може бути присутнім у будь-якому з таких діапазонів масових концентрацій від загальної 60 маси сплаву: від О до 0,4 та від 0,01 до 0,4.

У першому варіанті здійснення хром, якщо він присутній, може бути включений до складу для зміцнення розчину сплаву і стабілізації бета-фази. У першому варіанті здійснення хром може бути присутнім у будь-якій концентрації в діапазоні від 0 до 0,5 мас. 95 від загальної маси сплаву.

Другий необмежувальний титановий сплав відповідно до даного винаходу містить або складається в основному з, у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 8,6 до 11,4 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 4,6 до 7,4 олова; від 2,0 до 3,9 алюмінію; від 1,0 до 3,0 молібдену; від 1,6 до 3,4 цирконію, від 0 до 0,5 хрому; від 0 до 0,4 заліза; від О до 0,25 кисню; від 0 до 0,05 азоту; від 0 до 0,05 вуглецю; титану; домішок.

У другому варіанті здійснення ванадій і/або ніобій можуть бути включені до складу для зміцнення розчину сплаву та стабілізації бета-фази. У другому варіанті здійснення загальний сумарний вміст ванадію і ніобію, алюмінію може бути будь-якої концентрації в діапазоні від 8,6 до 11,4 мас. 95 від загальної маси сплаву.

Без наміру бути пов'язаними з будь-якою теорією, вважають, що більше значення еквівалента алюмінію може стабілізувати а-фазу сплавів, описаних у даному документі. З іншого боку, більше еквівалентне значення молібдену може стабілізувати В-фазу. У деяких варіантах здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу відношення еквівалентного значення алюмінію до еквівалентного значення молібдену становить від 0,6 до 1,3, що дозволяє зміцнювати сплав, знижуючи ризик утворення фаз окрихчення, забезпечуючи хорошу гнучкість і формування ультратонкої мікроструктури, яка забезпечує хороший захист від багатоциклової втоми.

Номінальний спосіб виробництва високоміцних титанових сплавів відповідно до даного винаходу є типовим для литого титану та титанових сплавів і буде відомий фахівцям у даній галузі. Загальний процес виробництва сплаву представлений на фіг. 1 і описаний нижче. Слід зазначити, що цей опис не обмежує сплав, який піддається литтю під тиском. Сплави відповідно до даного винаходу, наприклад, також можуть бути отримані порошковими способами виробництва, які можуть включати способи ущільнення і/або адитивного виробництва.

У певних необмежувальних варіантах здійснення відповідно до даного винаходу готують вихідні матеріали, які використовують для отримання сплаву. Відповідно до деяких необмежувальних варіантів здійснення сировина може включати, але не обмежуватися цим, титанову губку або порошок, елементні домішки, лігатури, діоксид титану та повторно використовуваний матеріал. Повторно використовуваний матеріал, також відомий як оборотний матеріал або лом, може складатися з або включати титан і стружку або крихту титанового сплаву, дрібні і/або великі тверді частинки, порошок та інші форми титану або титанових сплавів, раніше створені та повторно оброблені для повторного використання. Форма, розмір і профіль використовуваної сировини може залежати від методів, використовуваних для плавлення сплаву. Відповідно до певних необмежувальних варіантів здійснення матеріал може бути у формі частинок і може засипатися в плавильну піч. Відповідно до інших варіантів здійснення частина або вся сировина може бути спресована в маленький або великий брикет.

Залежно від вимог або переваг конкретного способу плавлення сировина може бути зібрана в електрод, що витрачається в ході реакції, для плавлення або може бути подана у вигляді частинок в піч. Сировина, оброблена методом лиття під тиском, може бути одноразово або багаторазово розплавлена до кінцевого злитка. Відповідно до певних необмежувальних варіантів здійснення злиток може мати циліндричну форму. Однак, в інших варіантах здійснення злиток може приймати будь-яку геометричну форму, включаючи, але не обмежуючись, злитками, що мають прямокутний або інший поперечний переріз.

Відповідно до певних необмежувальних варіантів здійснення методи плавки для виробництва сплаву шляхом лиття під тиском можуть включати плазмову плавку в холодному тиглі (РАМ) або електронно-променеву плавку в холодному тиглі (ЕВ), вакуумно-дугову переплавку (МАК), електрошлаковий переплав (ЕЗК або ЕК) і/або гарнісажну плавку.

Необмежувальний перелік способів виробництва порошку включає індукційне розплавлення/розпорошення в газі, плазмове розпилення, електрод що обертається в плазмі, індукційне розпорошення електрода в газі або один з методів прямого відновлення з ТіОг або

ТІіСім.

Відповідно до певних необмежувальних варіантів здійснення вихідний матеріал може бути розплавлений з утворенням одного або декількох електродів першої плавки. Електрод(и) готують і переплавляють один або кілька разів, зазвичай з використанням вакуумно-дугової плавки, для отримання остаточного злитка розплаву. Наприклад, вихідний матеріал може бути бо розплавлений плазмово-дуговою плавкою у холодному тиглі (РАМ) для створення циліндричного електрода діаметром 26 дюймів (66 см). РАМ-електрод потім може бути підготовлений і далі підданий вакуумно-дуговій переплавці в злиток фінальної плавки діаметром 30 дюймів (76 см), який має типову масу близько 20000 фунтів (9070 кг). Злиток сплаву фінальної плавки потім перетворюється за допомогою кування в бажаний продукт, який може бути, наприклад, дротом, чушкою, заготовкою, листом, пластиною і продуктами, що мають інші форми. Продукти можуть бути виготовлені в кінцевій формі, в якій використовується сплав, або можуть бути виготовлені в проміжній формі, яка додатково обробляється до кінцевого компонента одним або декількома способами, які можуть включати, наприклад, ковку, прокатку, витяжку, пресування, термообробку, механічну обробку різанням і зварювання.

Відповідно до певних необмежувальних варіантів здійснення кувальний переділ злитків з титану і титанового сплаву зазвичай включає початковий цикл гарячого кування з використанням кувального преса з відкритим штампуванням. Ця частина процесу призначена для того, щоб зменшити розмір внутрішньої структури зерна злитку після лиття, що може належним чином проявити необхідні властивості сплаву. Злиток може бути нагрітий до підвищеної температури, наприклад, вище В-переходу сплаву, і витримуватися протягом деякого часу. Температура та час встановлені, щоб дозволити сплаву повністю досягти бажаної температури, і можуть бути продовжені на більш тривалі періоди часу, щоб гомогенізувати хімічний склад сплаву. Сплав потім може бути викуваний до меншого розміру шляхом комбінації операцій осадки і/або витяжки. Матеріал може бути послідовно кований і підігрітий з циклами розігріву, які включають, наприклад, один або комбінацію етапів нагрівання при температурах вище і/або нижче В-переходу. Подальші цикли кування можуть бути виконані на кувальному пресі з відкритим штампуванням, пілігрімовому стані, прокатному стані і/або іншому подібному обладнанні, що використовується для деформації металевих сплавів до бажаного розміру та форми при підвищеній температурі. Фахівцям в даній галузі техніки відомі різні послідовності етапів кування та температурних циклів для отримання бажаного розміру сплаву, форми і внутрішньої структури зерна. Наприклад, один такий спосіб обробки представлений у патенті

США Мо 7,611,592, який повністю включений в даний опис за допомогою посилання.

Необмежувальний варіант здійснення способу виготовлення титанового сплаву відповідно до даного винаходу включає остаточну ковку у полі а-В або ВД-фази і подальшу термообробку

Зо шляхом відпалу, термообробки на твердий розчин і відпалу, термообробки на твердий розчин і старіння (ЗТА), пряме старіння або комбінацію теплових циклів для отримання бажаного балансу механічних властивостей. У певних можливих необмежувальних варіантах здійснення титанові сплави відповідно до даного винаходу демонструють поліпшену оброблюваність при заданій температурі порівняно з іншими звичайними високоміцними сплавами. Ця особливість

З5 дозволяє обробляти сплав шляхом гарячої обробки як в полях а-В, так і в В-фазі з меншим розтріскуванням або іншими шкідливими ефектами, тим самим покращуючи вихід і знижуючи вартість продукту.

Використовуваний у даному документі термін "термообробка на твердий розчин і старіння" або "5ТА" стосується процесу термічної обробки, що застосовується до титанових сплавів, який включає термообробку на твердий розчин титанового сплаву при температурі термообробки на твердий розчин нижче температури В-переходу титанового сплаву. У необмежувальному варіанті здійснення температура термообробки на твердий розчин знаходиться в інтервалі температур від близько 760"С до 840"С. В інших варіантах здійснення температура термообробки на твердий розчин для обробки може змінюватися в залежності від В-переходу.

Наприклад, температура термообробки на твердий розчин може перебувати в діапазоні температур від В-переходу мінус 10 "С до Д-переходу мінус 100 "С або від рД-переходу мінус 15 С до Д-переходу мінус 70 "С. У необмежувальному варіанті здійснення час обробки розчину становить від близько 30 хвилин до близько 4 годин. Слід визнати, що в деяких необмежувальних варіантах здійснення час термообробки на твердий розчин може бути менше 30 хвилин або більше 4 годин і зазвичай залежить від розміру та поперечного перерізу титанового сплаву. У певних варіантах здійснення відповідно до даного винаходу титановий сплав піддають загартуванню водою до температури навколишнього середовища після завершення термообробки на твердий розчин. У деяких інших варіантах здійснення відповідно до даного винаходу титановий сплав охолоджують до температури навколишнього середовища зі швидкістю, яка залежить від товщини поперечного перерізу титанового сплаву.

Після термообробки на твердий розчин сплав піддають старінню шляхом нагрівання сплаву протягом деякого періоду часу до температури старіння, яку також називають у даному документі ""емпературою зміцнення старінням", яка знаходиться в двофазному полі «с я ВД, нижче температури В-переходу титанового сплаву і нижче температури термообробки на бо твердий розчин титанового сплаву. Використовувані в даному документі терміни, такі як "нагріте до" або "нагрівання до" і т. д. з посиланням на температуру, температурний інтервал або мінімальну температуру, означають, що сплав нагрівають як мінімум до температури, щоб необхідна частина сплаву мала температуру, яка щонайменше дорівнює зазначеній або мінімальній температурі, або температуру в межах вказаного діапазону температур уздовж всієї ділянки. У необмежувальному варіанті здійснення температура старіння знаходиться в діапазоні температур від близько 482 С до близько 593 С. У деяких необмежувальних варіантах здійснення час старіння може становити від близько 30 хвилин до близько 16 годин.

Слід визнати, що в деяких необмежувальних варіантах здійснення час старіння може бути меншим ніж 30 хвилин або більшим ніж 16 годин, і, як правило, залежить від розміру та перерізу форми продукту з титанового сплаву. Загальні методики, використовувані при термообробці на твердий розчин і старінні (ЗТА) титанових сплавів, відомі фахівцям в даній галузі техніки і, отже, далі не обговорюються в даному документі.

Фіг. 2 являє собою графік, який представляє корисні комбінації межі міцності на розрив (ОТ5) і пластичності, притаманні вищезгаданими сплавами при обробці з використанням процесу 5ТА. На фігурі 2 видно, що нижня межа графіка, яка включає корисні комбінації ОТ5 і пластичності, може бути апроксимована лінією х7,5у-260,5, де "х" являє собою ИТ5 в одиницях тис. фунтів/кв. дюйм (МПа), а "у" являє собою пластичність у 96 подовження. Дані, включені в наведений нижче приклад 1, демонструють, що варіанти здійснення титанових сплавів відповідно до даного винаходу дають можливість отримувати комбінації ОТ5 і пластичності, які перевершують комбінації, отримані для певних сплавів попереднього рівня техніки. Хоча визнано, що на механічні властивості титанових сплавів зазвичай впливає розмір зразка, у необмежувальних варіантах здійснення відповідно до даного винаходу титановий сплав має ОТ5 щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) і пластичність відповідно до такого рівняння (1): (7,5 х подовження у 905) ї- (ТЗ у тис. фунтів/кв. дюйм (МПа)) 2 260,5 (1)

У певних необмежувальних варіантах здійснення даного титанового сплаву титановий сплав має ОТ5 щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) і щонайменше 6 95 подовження при кімнатній температурі. В інших необмежувальних варіантах здійснення відповідно до даного винаходу титановий сплав містить еквівалентне значення алюмінію від 6,0 до 9,0 або в деяких варіантах здійснення в діапазоні від 7,0 до 8,0, еквівалентне значення молібдену від 5,0 до 10,0 або в деяких варіантах здійснення в діапазоні від 6,0 до 7,0 і демонструє ШТ5 щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) і щонайменше 6 95 подовження при кімнатній температурі. У ще інших необмежувальних варіантах здійснення титановий сплав відповідно до даного винаходу містить еквівалентне значення алюмінію від 6,0 до 9,0 або в деяких варіантах здійснення в діапазоні від 7,0 до 8,0, еквівалентне значення молібдену від 5,0 до 10,0 або в окремих варіантах здійснення в діапазоні від 6,0 до 7,0 і демонструє ШТ5 щонайменше 180 тис. фунтів/кв. дюйм (1240 МПа) і щонайменше 6 95 подовження при кімнатній температурі.

Наведені нижче приклади призначені для додаткового опису необмежувальних варіантів здійснення відповідно до даного винаходу, не обмежуючи обсяг даного винаходу. Фахівцям в даній галузі техніки зрозуміло, що можливі варіанти наведених нижче прикладів в межах обсягу винаходу, які визначаються виключно формулою винаходу.

ПРИКЛАД 1

У таблиці 1 перераховані обчислення для елементів Аїекв. Та Моеко. деяких необмежувальних варіантів здійснення титанового сплаву відповідно до даного винаходу ("Експериментальний титановий сплав Ме 1" і "Експериментальний титановий сплав Мо 2"), а також варіанти здійснення деяких традиційних титанові сплавів.

Таблиця 1 плав мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | мас.) | екв. | екв.

Ті 5553 (в ОМ5 нео 5 5 0,4 З 5 10,15 6,5 | 11,6 зазначений)

Ті 10-2-3 (О0М5 шо 0392 11 | ра | воно

Експериментальний

Титановий Сплаві 3,5 02 5 |«05| З 2,5 10,2510,00610,0041| 7,7

Мо1

Експериментальний

Титановий Сплаві З 11 0,2 7 |«05| 2 1,51 0,2 10,00610,004| 7,3 | 6,4

Мо2

Плазмово-дугова плавка (РАМ) Експериментального Титанового Сплаву Мо 1 і

Експериментального Титанового Сплаву Мо 2, представлені в Таблиці 1, були проведені з використанням плазмових дугових печей з електродами діаметром 9 дюймів (22,9 см), кожен масою близько 400-800 фунтів (181-363 кг). Електроди були переплавлені у вакуумно-дуговій плавильній печі (МАК) для отримання злитків діаметром 10 дюймів (25,4 см). Кожен злиток був перетворений у заготовку діаметром З дюйми (7,6 см) з використанням гарячого робочого преса. Після стадії В кування до діаметра 7 дюймів (17,8 см), стадії с ї- Д кування з попереднім штампуванням до діаметра 5 дюймів (12,7 см) і стадії В кування з остаточною обробкою до діаметра З дюйми (7,6 см) кінці кожної заготовки були обрізані для видалення всмоктуваних і кінцевих тріщин, і заготовки були розрізані на кілька частин. Відбір проб для верхньої частини кожної заготовки та нижньої частини найнижчої заготовки діаметром 7 дюймів (17,8 см) проводився на предмет хімічного складу та В-переходу. На підставі результатів хімічного аналізу проміжних заготовок із заготовок були вирізані зразки довжиною 2 дюйми (5,1 см), які були перероблені в кувальні млинці на пресі. Зразки млинців піддавали термообробці з використанням такого профілю термообробки, відповідного термообробці на твердий розчин і стану старіння: термообробка на твердий розчин титанового сплаву при температурі 1400 ЕЕ (760 2С) протягом 2 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву при температурі від 482 до 59370 протягом 8 годин і повітряне охолодження титанового сплаву.

Пробні заготовки для випробувань на розтяг і аналізу мікроструктури були вирізані зі зразків млинців, оброблених 5ТА. Остаточний хімічний аналіз був виконаний на зруйнованому пробному зразку після випробування на розтягнення, щоб гарантувати точну кореляцію між хімічним складом та механічними властивостями. Дослідження остаточної заготовки діаметром

З дюйми (7,6 см) виявило постійну поверхню для центрування тонких альфа-рейок в мікроструктурі бета-матриці, що проходять через заготовку.

Посилаючись на фіг. 2, були виміряні механічні властивості експериментального титанового сплаву Мо 1, зазначеного в таблиці 1 (позначеного як "В5М71" на фіг. 2), і експериментального

Зо титанового сплаву Мо 2, зазначеного в таблиці 1 (позначеного як "В5М72" на фіг. 2), у порівнянні зі звичайним сплавом Ті 5553 (в ШМ5 не зазначений) і сплавом Ті 10-2-3 (склад якого вказаний у

ОМ 56410). Випробування на розтяг проводилися відповідно до стандарту Американського товариства з випробувань матеріалів (АТМ) Е8В/ЕВМ-09 ("Стандартні методи випробувань металевих матеріалів на розтяг", АЗТМ Іпіегпайопа!Ї, 2009). Як показали експериментальні результати в таблиці 2, експериментальний титановий сплав Мо 1 їі експериментальний титановий сплав Мо 2 продемонстрували значно вищі комбінації межі міцності на розрив, межі текучості та пластичності (представлені у вигляді 96 подовження) у порівнянні зі звичайними Ті 5553 і Ті 10 2-3 титановими сплавами (які не включали навмисне додавання олова і цирконію).

Таблиця 2 старіння (С) |фунтів/кв. дюйм)|фунтів/кв. дюйм) ті10-2-3.777777777111111111117117111150011117 17711182 | 172. | 6 титановий сплав Ме1 титановий сплав Ме? 1482 | 226. | 25 | 6

Потенційні застосування сплавів відповідно до даного винаходу численні. Як описано та підтверджено вище, титанові сплави, описані в даному документі, переважно використовують у безлічі галузей застосування, в яких важливо поєднання високої міцності та пластичності.

Продукти промислового виробництва, для яких титанові сплави відповідно до даного винаходу будуть особливо бажаними, включають певні аерокосмічні та авіаційні застосування, включаючи, наприклад, елементи шасі, рами двигуна та інші важливі конструктивні елементи.

Фахівці в даній галузі техніки зможуть виготовити вищевказане обладнання, деталі та інші вироби зі сплавів відповідно до даного винаходу без необхідності надання додаткового опису в даному документі. Вищенаведені приклади можливих застосувань для сплавів відповідно до даного винаходу запропоновані лише як приклад і не є вичерпними для всіх застосувань, в яких можуть бути застосовані форми виробів з даного сплаву. Фахівці в даній галузі техніки після прочитання даного винаходу можуть легко визначити додаткові застосування для сплавів, як описано в даному документі.

Різні невичерпні, необмежувальні аспекти нових сплавів відповідно до даного винаходу можуть бути корисні окремо або в поєднанні з одним або декількома іншими аспектами, описаними в даному документі Не обмежуючи вищенаведений опис, у першому необмежувальному аспекті даного винаходу титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію; від 3,0 до 8,0 олова; від 1,0 до 5,0 цирконію; від

О до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту та вуглецю; титан; домішки.

Відповідно до другого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з першим аспектом, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 6,0 до 12,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію.

Відповідно до третього необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 0,1 до 5,0 молібдену.

Відповідно до четвертого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить еквівалентне значення алюмінію від 6,0 до 9,0.

Відповідно до п'ятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить еквівалентне значення молібдену від 5,0 до 10,0.

Відповідно до шостого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить еквівалентне значення алюмінію від 6,0 до 9,0 і еквівалентне значення молібдену 5,0 до 10,0.

Відповідно до сьомого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 6,0 до 12,0 або в деяких варіантах здійснення від 6,0 до 10,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 0,1 до 5,0 молібдену; від 0,01 до 0,40 заліза; від 0,005 до 0,3 кисню; від 0,001 до 0,07 вуглецю; від 0,001 до 0,03 азоту.

Відповідно до восьмого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, сума вмісту алюмінію, олова та цирконію становить у масових відсотках від загальної кількості сплаву від 8 до 15.

Відповідно до дев'ятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, відношення значення еквівалента алюмінію до значення еквівалента молібдену становить від 0,6 до 1,3.

Відповідно до десятого необмежувального аспекту даного винаходу спосіб виготовлення титанового сплаву включає: термообробку на твердий розчин титанового сплаву при температурі від 760 "С до 840 "С протягом від 1 до 4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву при температурі від 482"С до 593"С протягом від 8 до 16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, де титановий сплав має склад, зазначений у кожному або будь-якому з вищезазначених аспектів.

Відповідно до одинадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав проявляє межу міцності при розтягуванні (075) щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1070

Мпа) при кімнатній температурі та де межа міцності при розтягуванні та відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівнянню: (7,5 х подовження у 95) - ОТ5 2 260,5.

Відповідно до дванадцятого необмежувального аспекту даного винаходу даний винахід також пропонує титановий сплав, який містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 8,6 до 11,4 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 4,6 до 7,4 олова; від 2,0 до 3,9 алюмінію; від 1,0 до 3,0 молібдену; від 1,6 до 3,4 цирконію, від 0 до 0,5 хрому; від 0 до, 4 заліза; від О до 0,25 кисню; від 0 до 0,05 азоту; від 0 до 0,05 вуглецю; титан; домішки.

Відповідно до тринадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 8,6 до 9,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію.

Відповідно до чотирнадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 10,6 до 11,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію.

Відповідно до п'ятнадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав додатково містить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 2,0 до 3,0 молібдену.

Відповідно до шістнадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 1,0 до 2,0 молібдену.

Відповідно до сімнадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить еквівалентне значення алюмінію від 7,0 до 8,0.

Відповідно до вісімнадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить еквівалентне значення молібдену від 6,0 до 7,0.

Відповідно до дев'ятнадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить еквівалентне значення алюмінію від 7,0 до 8,0 і еквівалентне значення молібдену 6,0 до 7,0.

Відповідно до двадцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 8,6 до 9,4 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 4,6 до 5,4 олова; від 3,0 до 3,9 алюмінію; від 2,0 до 3,0 молібдену; від 2,6 до 3,4 цирконію.

Відповідно до двадцять першого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав містить у масових відсотках від загальної маси сплаву: від 10,6 до 11,4 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію та ніобію; від 6,6 до 7,4 олова; від 2,0 до 3,4 алюмінію; від 1,0 до 2,0 молібдену; від 1,6 до 2,4 цирконію.

Відповідно до двадцять другого необмежувального аспекту даного винаходу спосіб виготовлення титанового сплаву включає: термообробку на твердий розчин титанового сплаву при температурі від 760 С до 840 "С протягом від 2 до 4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву при температурі від 482"С до 593"С протягом від 8 до 16 годин; і повітряне охолодження 60 титанового сплаву, де титановий сплав має склад, зазначений в кожному або будь-якому з вищезазначених аспектів.

Відповідно до двадцять третього необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав проявляє межу міцності при розтягуванні (05) щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) при кімнатній температурі і де межа міцності при розтягуванні та відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівнянню: (7,5 х подовження у 90) - ШТ5 2 260,5.

Відповідно до двадцять четвертого необмежувального аспекту даного винаходу даний винахід також пропонує титановий сплав, що складається в основному 3, у масових відсотків від загальної маси сплаву: від 2,0 до 5,0 алюмінію; від 3,0 до 8,0 олова; від 1,0 до 5,0 цирконію; від

О до 16,0 одного або декількох елементів, вибраних із групи, яка складається з кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту та вуглецю; титану; домішок.

Відповідно до двадцять п'ятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, сума вмісту ванадію та ніобію в сплаві становить в масових відсотках від загальної маси сплаву від 6,0 до 12 або від 6,0 до 10,0.

Відповідно до двадцять шостого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, вміст молібдену в сплаві становить у масових відсотках від загальної маси сплаву від 0,1 до 5,0.

Відповідно до двадцять сьомого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, еквівалентне значення алюмінію для титанового сплаву становить від 6,0 до 9,0.

Відповідно до двадцять восьмого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, еквівалентне значення молібдену в титановому сплаві становить від 5,0 до 10,0.

Відповідно до двадцять дев'ятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, еквівалентне значення алюмінію для титанового сплаву становить від 6,0 до 9,0 і еквівалентне значення молібдену для титанового сплаву становить 5,0-10,0.

Відповідно до тридцятого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути

Зо використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, у титановому сплаві: сума вмісту ванадію та ніобію становить від 6,0 до 12,0 або від 6,0 до 10,0; вміст молібдену становить від 0,1 до 5,0; вміст заліза становить від 0,01 до 0,30; вміст кисню становить від 0,005 до 0,3; вміст вуглецю становить від 0,001 до 0,07 і вміст азоту становить від 0,001 до 0,03, всі показники в масових відсотках від загальної маси титанового сплаву.

Відповідно до тридцять першого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, сума вмісту алюмінію, олова та цирконію в масових відсотках від загальної маси сплаву становить від 8 до 15.

Відповідно до тридцять другого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким і вищезгаданих аспектів, відношення еквівалентного значення алюмінію до еквівалентного значенням молібдену титанового сплаву становить від 0,6 до 1,3.

Відповідно до тридцять третього необмежувального аспекту даного винаходу спосіб виготовлення титанового сплаву включає: термообробку на твердий розчин титанового сплаву при температурі від 760 "С до 840 "С протягом від 2 до 4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву при температурі від 482"С до 593"С протягом від 8 до 16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, де титановий сплав має склад, зазначений у кожному або будь-якому з вищезазначених аспектів.

Відповідно до тридцять четвертого необмежувального аспекту даного винаходу, який може бути використаний у поєднанні з кожним або будь-яким із вищезгаданих аспектів, титановий сплав проявляє межу міцності при розтягуванні (0Т5) щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1170 МПа) при кімнатній температурі та де межа міцності при розтягуванні та відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівнянню: (7,5 х подовження у 90) - ШТ5 2 260,5.

Відповідно до тридцять п'ятого необмежувального аспекту даного винаходу спосіб виготовлення титанового сплаву включає: термообробку на твердий розчин титанового сплаву в інтервалі температур від бета-переходу сплаву мінус 10 "С до бета-переходу мінус 100 С протягом від 2 до 4 годин; повітряне охолодження або вентиляторне повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву при 60 температурі від 482"С до 593"С протягом від 8 до 16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, де титановий сплав має склад, зазначений кожному або будь-якому з вищезазначених аспектів.

Слід розуміти, що даний опис ілюструє ті аспекти винаходу, які наведені для чіткого розуміння винаходу. Певні аспекти, які будуть очевидні для фахівців в даній галузі техніки і які, отже, не сприятимуть кращому розумінню винаходу, не були представлені для спрощення даного опису. Хоча в даному документі обов'язково описана тільки обмежена кількість варіантів здійснення даного винаходу, фахівець в даній галузі техніки під час розгляду наведеного вище опису зрозуміє, що можуть бути використані багато модифікацій та варіантів винаходу.

Передбачається, що всі такі варіанти та модифікації винаходу охоплюються наведеним вище описом і наведеною нижче формулою винаходу.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Титановий сплав, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 2,0-5,0 алюмінію, від більше ніж 4,0 до 8,0 олова, 1,0-5,0 цирконію, 6,0-12,0 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 0,1-5,0 молібдену, 0,01-0,40 заліза, 0,005-0,3 кисню, 0,001-0,07 вуглецю, 0,001-0,03 азоту, титан і домішки.

2. Титановий сплав за п. 1, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від 6,0 до 9,0.

3. Титановий сплав за п. 1, причому титановий сплав має значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0.

4. Титановий сплав за п. 1, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від 6,0 до 9,0 і значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0.

5. Титановий сплав за п. 1, причому сума вмістів алюмінію, олова і цирконію становить у масових відсотках в розрахунку на загальну масу сплаву від 8 до 15.

б. Титановий сплав за п. 1, причому відношення значення алюмінієвого еквівалента до значення молібденового еквівалента становить від 0,6 до 1,3.

7. Титановий сплав за п. 1, який додатково містить один або більше з хрому і міді, при цьому загальний вміст кисню, ванадію, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту і вуглецю становить не більше ніж 16,0 масових відсотків у розрахунку на загальну масу сплаву.

8. Титановий сплав за п. 1, причому титановий сплав має межу міцності при розтягуванні (СТ5), що становить щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1172 МПа) за кімнатної температури, і причому межа міцності при розтягуванні і відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівняння: (7,5хподовження у 95)4ИТ5 в тис. фунтів/кв. дюйм 2260,5.

9. Спосіб виготовлення титанового сплаву, який включає в себе: обробку титанового сплаву на твердий розчин за температури від 760 до 840 "С протягом 1-4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву за температури від 482 до 593 "С протягом 8-16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, причому титановий сплав має склад, вказаний в п. 1.

10. Титановий сплав, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 8,6-11,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 4,6-7,4 олова, 2,0-3,9 алюмінію, 1,0-3,0 молібдену, 1,6-3,4 цирконію, 0,001-0,07 вуглецю, титан і домішки.

11. Титановий сплав за п. 10, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву:

8,6-9,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію. 12. Титановий сплав за п. 10, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 10,6-11,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію.

13. Титановий сплав за п. 10, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 2,0-3,0 молібдену.

14. Титановий сплав за п. 10, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 1,0-2,0 молібдену.

15. Титановий сплав за п. 10, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від 7,0 до 8,0.

16. Титановий сплав за п. 10, причому титановий сплав має значення молібденового еквівалента від 6,0 до 7,0.

17. Титановий сплав за п. 10, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від 7,0 до 8,0 і значення молібденового еквівалента від 6,0 до 7,0.

18. Титановий сплав за п. 17, причому титановий сплав містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 8,6-9,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 4,6-5,4 олова, 3,0-3,9 алюмінію, 2,0-3,0 молібдену і 2,6-3,4 цирконію.

19. Титановий сплав за п. 17, причому титановий сплав містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 10,6-11,4 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 6,6-7,4 олова, 2,0-3,4 алюмінію, 1,0-2,0 молібдену і Зо 1,6-2,4 цирконію.

20. Титановий сплав за п. 10, який додатково містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 0-0,5 хрому, 0-0,4 заліза, 0-0,25 кисню, 0-0,05 азоту.

21. Титановий сплав за п. 10, причому титановий сплав має межу міцності при розтягуванні (ШТ5), що становить щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1172 МПа) за кімнатної температури, і причому межа міцності при розтягуванні і відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівняння: (7,5хподовження у 95)4ИТ5 в тис. фунтів/кв. дюйм 2260,5.

22. Спосіб виготовлення титанового сплаву, який включає в себе: обробку титанового сплаву на твердий розчин за температури від 760 до 840 "С протягом 2-4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву за температури від 482 до 593 "С протягом 8-16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, причому титановий сплав має склад, вказаний в п. 10.

23. Титановий сплав, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: БО 2,0-5,0 алюмінію, 3,0-8,0 олова, 1,0-5,0 цирконію, 8,6-11,4 ванадію, 0,1-5,0 молібдену, 0,01-0,40 заліза, 0,005-0,3 кисню, 0,001-0,07 вуглецю, 0,001-0,03 азоту, значення алюмінієвого еквівалента від 6,0 до 9,0, 60 значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0,

титан і домішки.

24. Титановий сплав за п. 23, який додатково містить один або більше з ніобію, хрому і міді, при цьому загальний вміст кисню, молібдену, ніобію, хрому, заліза, міді, азоту і вуглецю становить не більше ніж 16,0 масових відсотків у розрахунку на загальну масу сплаву.

25. Титановий сплав, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 2,0-5,0 алюмінію, від більше ніж 3,0 до 8,0 олова, 1,0-5,0 цирконію, 6,0-12,0 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 0,1-5,0 молібдену, 0,01-0,40 заліза, 0,005-0,3 кисню, 0,001-0,07 вуглецю, 0,001-0,03 азоту, титан і домішки, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від 6,0 до 9,0.

26. Титановий сплав за п. 25, причому титановий сплав має значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0.

27. Титановий сплав за п. 25, причому сума вмістів алюмінію, олова і цирконію становить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву від 8 до 15.

28. Титановий сплав за п. 25, причому відношення значення алюмінієвого еквівалента до значення молібденового еквівалента становить від 0,6 до 1,3.

29. Титановий сплав за п. 25, причому титановий сплав має межу міцності при розтягуванні (ШТ5), що становить щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1172 МПа) за кімнатної температури, і причому межа міцності при розтягуванні і відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівняння: (7,5хподовження у 95)4ИТ5 в тис. фунтів/кв. дюйм 2260,5.

30. Спосіб виготовлення титанового сплаву, який включає в себе: обробку титанового сплаву на твердий розчин за температури від 760 до 840 "С протягом 1-4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву за температури від 482 до 593 "С протягом 8-16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, причому титановий сплав має склад, вказаний в п. 25.

31. Титановий сплав, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 2,0-5,0 алюмінію, від більше ніж 3,0 до 8,0 олова, 1,0-5,0 цирконію, 6,0-12,0 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 0,1-5,0 молібдену, 0,01-0,40 заліза, 0,005-0,3 кисню, 0,001-0,07 вуглецю, 0,001-0,03 азоту, титан і домішки, причому титановий сплав має значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0.

32. Титановий сплав за п. 31, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від б,0 до 9,0.

33. Титановий сплав за п. 31, причому сума вмістів алюмінію, олова і цирконію становить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву від 8 до 15.

34. Титановий сплав за п. 31, причому відношення значення алюмінієвого еквівалента до значення молібденового еквівалента становить від 0,6 до 1,3.

35. Титановий сплав за п. 31, причому титановий сплав має межу при розтягуванні (ШТ5), що становить щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1172 МПа) за кімнатної температури, і причому межа міцності при розтягуванні і відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівняння: (7,5хподовження у 95)4ИТ5 в тис. фунтів/кв. дюйм 2260,5.

36. Спосіб виготовлення титанового сплаву, який включає в себе: обробку титанового сплаву на твердий розчин за температури від 760 до 840 "С протягом 1-4 Гс10) годин;

повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву за температури від 482 до 593 "С протягом 8-16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, причому титановий сплав має склад, вказаний в п. 31.

37. Титановий сплав, який містить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву: 2,0-5,0 алюмінію, від більше ніж 3,0 до 8,0 олова, 1,0-5,0 цирконію, 6,0-12,0 одного або більше елементів, вибраних із групи, яка складається з ванадію і ніобію, 0,1-5,0 молібдену, 0,01-0,40 заліза, 0,005-0,3 кисню, 0,001-0,07 вуглецю, 0,001-0,03 азоту, титан і домішки, причому відношення значення алюмінієвого еквівалента до значення молібденового еквівалента становить від 0,6 до 1,3.

38. Титановий сплав за п. 37, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від б,0 до 9,0.

39. Титановий сплав за п. 37, причому титановий сплав має значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0.

40. Титановий сплав за п. 37, причому титановий сплав має значення алюмінієвого еквівалента від 6,0 до 9,0 і значення молібденового еквівалента від 5,0 до 10,0.

41. Титановий сплав за п. 37, причому сума вмістів алюмінію, олова і цирконію становить у масових відсотках у розрахунку на загальну масу сплаву від 8 до 15.

42. Титановий сплав за п. 37, причому титановий сплав має межу міцності при розтягуванні (ШТ5), що становить щонайменше 170 тис. фунтів/кв. дюйм (1172 МПа) за кімнатної температури, і причому межа міцності при розтягуванні і відносне подовження титанового сплаву задовольняють рівняння: Зо (7,5хподовження у 95)4ИТ5 в тис. фунтів/кв. дюйм 2260,5.

43. Спосіб виготовлення титанового сплаву, який включає в себе: обробку титанового сплаву на твердий розчин за температури від 760 до 840 "С протягом 1-4 годин; повітряне охолодження титанового сплаву до температури навколишнього середовища; старіння титанового сплаву за температури від 482 до 593 "С протягом 8-16 годин; і повітряне охолодження титанового сплаву, причому титановий сплав має склад, вказаний в п. 37.

Піднетевка вихдного І З-аплавка ;| Переробка в КО БУЄ І Підготовка впектроду (за необхідности Фінальна 000 Проміжна ші ши: Переробка в Підготовка ке ВиоктоцНУ о продукт нау оо фінальна Переробюва

Фіг. 1

Е «ВЕ ТІ Термовброска на тверлий розчин, Старіння ПЕК)

п. ВУ 72 Термосоробка на тнерднй розчни. Старіння ПК 517,5 х подовження у бо Межа міцності З 30

Е я. М ВОМ (Термоюбробка на твердий Е т». дезчни, Старіння ЗО02Е) ек ме тоожожожн - - те

- 0. ТЕ ЗаЗ3 1 Термоооробка на ех Ба й ще ж чо | Й НОМ Термосбройка на з : тнерднії позчині щи кІ1крмасороока на 2 тнердни розчин, Старення Кі: Мой 4 4 сп лх що оч хм, т се ма ; "ТЕ 10-2-3 Термообробка на твердий розчині ш вс ка. В 1 183 кю Ю кати ей 230 ІГранична мінність при позтягуванні (тис. фунтів кв. дм

Фіг. 2