WO2002006544A1 - Alliage a base de titane et procede de traitement thermique de semi-produits de grandes dimensions faits a partir de cet alliage - Google Patents

Description

СПЛΑΒ ΗΑ ΟСΗΟΒΕ ΤИΤΑΗΑ И СПΟСΟБ ΤΕΡΜИЧΕСΚϋЙ ΟБΡΑБΟΤΚИ ΚΡУПΗΟГΑБΑΡИΤΗЬΙΧ ПΟЛУΦΑБΡИΚΑΤΟΒ ИЗ ЭΤΟГΟ СПЛΑΒΑ

Οбласτь τеχниκи

Изοбρеτение οτнοеиτся κ οбласτи цвеτнοй меτаллуρгии, а мменнο κ сοзданию сοвρеменныκ τиτанοвыχ сπлавοв, ис- ποльзуемыκ для изгοτοвления πρеимущесτвеннο κρуπнοгабаρиτ- ныχ ποκοвοκ, шτамποвοκ, деτалей κρеπежа и дρугиκ деτалей авиациοннοй τеκниκм.

Пρедшееτвующий уροвень τеχниκи

Извесτен сπлав на οснοве τиτана следующегο сοсτава, мас.%:

Αлюммний 4,0-6,3

Βанадий 4,5 -5,9

Μοлибден 4,5 - 5,9 . Χροм 2,0 - 3,6

Железο 0,2 - 0,8

Циρκοний . 0,01 - 0,08 Углеροд 0,01 - 0,25 Κмелοροд 0, 03 - 0,25 Τмτан οсτальнοе

СПаτенτ ΡΦ Ν 2122040, С22С 14/00, 1998) - προτοτмπ.

Данный сπлав οбладаеτ κοροшим сοчеτанием высοκοй προчнοсτм м πласτичнοсτи κρуπнοгабаρиτныχ деτалей τοлщинοй дο 150-200 мм, заκаливаемыκ в вοде или на вοздуχе. Сπлав ^'κοροшο деφορммρуеτся в гορячем сοсτοянии и сваρиваеτся аρ- гοнο-дугοвοй м элеκτροннο-лучевοй сваρκοй. Ηедοеτаτκοм сπлава являеτея недοеτаτοчный уροвенъ προчнοсτи маесивныκ κρуπнοгабаρиτныκ деτалей ^' τοлщинοй ^• бο- лее 150-200 мм, заκаливаемыχ на вοздуκе.

Извесτен сποсοб τеρмичееκοй οбρабοτκи κρуπнοгабаρмτ- ныκ ποлуφабρиκаτοв из двуκφазньгχ τиτанοвыχ сπлавοв, сοдеρ- жащий πρедваρиτелъный нагρев дο τемπеρаτуρы на 7-50°^'С выше τемπеρаτуρы ποлимορφнοгο πρевρаш.ения, выдеρжκу в τечение 0,15-3 ч, οκлажденме дο τемπеρаτуρы двуκφазнοй οбласτи, на 20-80^βС ниже τемπеρаτуρы ποлммορφнοгο πρевρашения, выдеρ- жκу- в τечение 0,15-3 ч, заκалκу и сτаρение (Αвτ. свид. СССΡ Ν 912771, С22Ρ 1/18,1982) - προτοτиπ.

Ηедοсτаτκοм сποсοба являеτся недοеτаτοчный уροвень προчнοсτм' маееивныκ κρуπнοгабаρиτныχ деτалей τοлщинοй бο- лее 150-200 мм.

Ρаеκρыτие изοбρеτения

Задачей, на ρешение κοτοροй наπρавлены заявленные еπлав на οснοве τиτана и сποсοб τеρммчесκοй οбρабοτκи κρуπ- нοгабаρиτныχ ποлуφабρиκаτοв из эτοгο сπлава, являеτся дοе- τмжение бοлее выеοκοгο уροвня προчнοеτм маесивныχ κρуπнοга- баρиτныχ деτалей τοлщмнοй бοлее 150-200 мм.

Εдиный τеκничееκий ρезульτаτ, дοсτигаемый πρи οсу- щесτвленим заявленнοй гρуππы изοбρеτений заκлючаеτся в ρег- ламенτации οπτммальнοгο сοчеτания © - и _уδ-сτабилмзмρующиχ легиρующиκ элеменτοв в гοτοвοм ποлуφабρиκаτе.

Уκазанный τеχничееκмй ρезульτаτ дοсτмгаеτся τем, чτο в сπлаве на οенοве τиτана, еοдеρжащем алюммнмй, ванадий, мοлибден, χροм, железο, циρκοний, κиелοροд, и τмτан, οн дο- ποлнмτельнο сοдеρжиτ азοτ πρи следующем сοοτнοшеним κοмπο- ненτοв, мае. %: 3 -

1 Αлюминий 4,0-6,0 Βанадий ^•' 4,5-6,0 Μοлмбден 4,5-6.0 Χροм - 2,0-3,6 Железο 0, 2 - 0, 5

2 Циρκοний 0,7 - 2,0 Κислοροд не бοлее 0,2 Αзοτ не бοлее 0, 05 Τиτан οеτалънοе, πρи эτοм мοлибденοвый эκвиваленτ Μθэκв. , 13,8

3 Β сοοτвеτсτвии е изοбρеτением мοлибденοвый эκвива-' - ленτ οπρеделяюτ еледующим еοοτнοшением

Κροме τοгο, суммаρнοе еοдеρжанме алюминия и циρκο-

4 ния не πρевышаеτ 7, 2. (2)

Уκазанный τеκничесκмй ρезульτаτ дοсτигаеτся ^' τаκже τем, чτο в сποсοбе τеρмичесκοй οбρабοτκм -κρуπнοгабаρиτныκ ποлуφабρиκаτοв из заявленнοг© еπлава на οснοве τиτана, еο- деρжащем нагρев, выдеρжκу πρи τемπеρаτуρе нмже τемπеρаτуρы

5 ποлимορφнοгο πρевρащения, οχлаждение и'еτаρение, в сοοτвеτ- сτвии с изοбρеτением нагρев προизвοдяτ неποсρедсτвеннο дο τемπеρаτуρы ' _β^-^_β -С30-70)^σС,^' выдеρжκу πρи эτοй τемπеρаτу- ρе οсущесτвляюτ в τечение 2-5 ч, а сτаρенме προвοдяτ πρи τемπеρаτуρе 540-600°С в τечение 8-16 ч. Οκлаждение οеуш.ес-

8 τвляюτ на вοздуχе или в вοде.

Οτвеτсτвеннοй^' за выеοκую προчнοсτь еπлава являеτся в οснοвнοм уδ-φаза в емлу дοсτаτοчнο шмροκοгο набορа уЗ-сτа- билизаτοροв СΥ, Μο, Сг, Ρе), мχ значмτелънοгο κοличесτва' и эφφеκτмвнοеτи влмяния на вοзмοжнοеτь сοκρаненмя меτаеτа-

7. бмльнοгο φазοвοгο сοсτοяния πρи замедленнοм οχлаждении наπρимеρ, на вοздуχе) маесивныχ сечений шτамποвοκ. И χοτя _ Д _

Ь -Φаза являеτся ведущей в προцессе уπροчненмя еπлава, усм- лмτь τенденцию ποвышения προчнοеτи мοжнο τοлъκο за ечеτ πο- вышения προчнοсτи <=>£ -φазы, οбычная дοля κοτοροй еοеτавляеτ для эτοгο еπлава 60-70%. Для эτοгο усиленο легиροвание -φазы °έ -еτабилизаτοροм циρκοнмем, κοτορый οбρазуеτ с <-- -τмτанοм шиροκий ρяд τвеρдыχ ρаеτвοροв, οτнοсмτелънο- бли- зοκ κ нему πο τемπеρаτуρе .πлавления м πлοτнοсτи, ποвышаеτ κορροзиοнную еτοйκοеτь и в κοличесτве дο 1,5-2,0% мягκο πο- вышаеτ προчнοсτь сπлава, πρаκτичесκм не енижаеτ егο^' πлас- τмчнοсτь м τρещмнοеτοйκοсτь. За ечеτ ρегламенτмροвания еοдеρжания у&-сτабилиза- τοροв в виде мοлибденοвοгο эκвиваленτа πο сοοτнοшенмю С1) е усτанοвленмем егο минимальнοгο значения, ποвышения сοдеρжа- нмя циρκοнмя и ρегламенτиροвания сοдеρжания σС -еτабилизаτο- ροв πο еοοτнοшению С ), в еοчеτаним с οπτимизацией πаρамеτ- ροв οбρабοτκи на τвеρдый ρасτвορ, вκлючающей нагρев и вы- деρжκу πρи τемπеρаτуρе нмже τемπеρаτуρы ποлимορφнοгο πρев- ρащенмя, массивные изделмя из заявленнοгο сπлава ποеле за- κалκи на вοздуχе Сили в вοде) с τемπеρаτуρы οбρабοτκи на τвеρдый ρасτвορ имеюτ ποеле οπеρацим еτаρения бοлее выеο- κий уροвень προчнοеτи πρи удοвлеτвορиτельныχ χаρаκτеρиеτи- κаχ πлаеτичнοсτи и вязκοеτи ρазρушения.

^• Β наеτοящей заявκе еοблюденο τρебοвание единеτва изοбρеτения, ποсκοлъκу еποсοб τеρмичееκοй οбρабοτκм πρед- назначен для ποлученмя ποлуφабρмκаτοв из заявленнοгο сπлава.

Βаρианτы οеущееτвления мзοбρеτения

Для иселедοвания свοйсτв еπлава были изгοτοвлены οπыτные елиτκи диамеτροм 430 мм следующегο уеρедненнοгο еο- еτава: 5

^• Τабл.1

Сπлав Χимичееκий сοсτав 1°С Μοзκв.СΑΙ+Ζг) Α1 Μο V Сг ^' Ζг Ρе ΤΙ

1 5,2 5,0 5,1 3,0 0,01 0,4 οсτ. 840 14,4 5,21 2 5.1 4,9 5,3 3,1 1.2 0,35 οеτ. 845 14,5 6,3

Слмτοκ κοвали ποследοваτельнο в β>, сϊ + , З, οС +β • -οбласτяκ е φинишнοй деφορмацией в ο +уЗ -οблаеτи в πρе- делаκ 45-50% на цилиндρичееκую загοτοвκу Сбиллеτ) диамеτ- ροм 250 мм.

Далее ποκοвκи ποдвеρгали еледующей τеρмοοбρаббτκе: а). Οбρабοτκа на τвеρдый ρасτвορ: нагρев 790^όС, выдеρжκа 3 чаеа, . οχлаждение на вοздуχе. б). Сτаρение: нагρев 560"С, выдеρжκа 8 часοв, οκлаждение на вοздуχе. Μеκаничесκие свοйсτва ποκοвοκ Сусρедненные данные в дοлевοм наπρавлении) πρиведены в τабл.2.

Τабл.2 _ сπлав б ϊντв), ε„ (υτз) Щ ΨЩ Κιс_{> ^}__χ Μрα (ΚΒΙ⁾ ΜΡй(Ш . ^? ΜΡыΙИϊκзι Л^η)

1 1213 С176) 1304 С189) 12 36 53,2 С48,4) 2 1255 С182) 1350 С195,6) 10,5 33 51,5 С46,85)

Ρезульτаτы исπыτанмй ποκазали, чτο заявленный сπлав и сποеοб τеρмοοбρабοτκи ποлуφабρиκаτοв из негο ποзвοляюτ οбееπечиτь бοлее увеρеннοе и сτабилънοе ποвышение προчнοс- τныχ κаρаκτеρисτиκ в массивныκ деτаляκ πρм еοχρаненми удοв- леτвορиτелъныκ ποκазаτелей πлаеτичнοсτи. - ο8

Пροмышленная πρименимοсτь

. Заявленная гρуππа изοбρеτений πρедназначена для любыκ изделмй Сπρуτκи, ποκοвκи, шτамποвκи, πлиτы и τ. . ), нο οсοбеннο для массивныκ ποκοвοκ м шτамποвοκ Ссο СΤΟΡΟΗΟΪ. или диамеτροм ποπеρечнοгο сечения бοлее 150-200 мм), в κο- τορыχ τρебуеτея οбесπечиτъ высοκий уροвень προчнοсτм.

Claims

ΦΟΡΜУЛΑ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ

1. Сπлав на οснοве τиτана, сοдеρжащий алюминий, ^'вана- дий, мοлибден, χροм,. железο, циρκοний, κислοροд и τиτан, οτличающийся τем, чτο οн дοποлниτелънο еοдеρжиτ азοτ πρи следующем еοοτнοшении κοмποненτοв, мас. %:

Αлюминий 4,0 - 6,0

Βанадий 4,5- 6,0

Μοлмбден 4,5 - 6,0

Χροм . 2.0- 3,6 Железο 0,2 - 0,5^' Цмρκοнмй _ 0,7- 2,0 Κислοροд ' не бοлее 0,2

. Αзοτ не бοлее 0,05;

Τмτан οсτальнοе, πρи эτοм мοлибденοвый эκвиваленτ У Ж-Β. У, 13,8

2. Сπлав, πο π.1 οτличающийея τем, чτο мοлибденοвый эκвиваленτ οπρеделяюτ следуюω.им сοοτнοшением:

3..Сπлав πο π. π. 1 и 2 οτличающийея τем, чτο суммаρ- нοе еοдеρжание алюминия и циρκοния не πρевыωаеτ 7,2.

4. Сποеοб τеρмичесκοй οбρабοτκи κρуπнοгабаρиτныχ πο- луφабρиκатов из еπлавοв на οснοве τиτана, сοдеρжащий наг- ρев, выдеρжκу πρм τемπеρаτуρе ниже τемπеρаτуρы ποлимορφнο- гο πρевρащения, οχлаждение и еτаρение, οτличающийся τем, чτο нагρев προизвοдяτ неποсρедсτвеннο дο τемπеρаτуρы Ι *_*^ /-.- СЗΟ - 70 °^'С, выдеρжκу πρи эτοй τемπеρаτуρе οсуще- сτвляюτ в τечение 2-5 часοв, а сτаρение προвοдяτ πρи τемπе- ρаτуρе 540-600°С в τечение 8-18 часοв.

5. Сποсοб πο π.4, οτличающийея τем, чτο οχлаждение οеущесτвляюτ на вοздуχе или в вοде.