Сплав на основе титана

 

Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к разработке коррозионно-стойких сплавов на основе титана, предназначенных для изготовления деталей, работающих в коррозионно-активных восстановительных средах, содержащих ион хлора. Сущность изобретения: сплав содержит, мас. цирконий 31 55; молибден 0,1 17; ванадий 0,1 20; алюминий 0,1 3; титан остальное, причем суммарное содержание циркония, молибдена, ванадия и алюминия находится в пределах 45 60 мас. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке коррозионно-стойких сплавов на основе титана, предназначенных для изготовления деталей, работающих в восстановительных средах, содержащих ионы Cl, при повышенных температурах, а также в газообразном хлористом водороде.

Известны коррозионный сплавы на основе титана с большим содержанием молибдена (а.с. NN 513101, 578357, 670099).

Эти сплавы обладают удовлетворительными коррозионными свойствами, но технологические свойства у них очень низкие, поэтому они не нашли практического применения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является сплав на основе титана по а.с. N 534510, С 22 С 14/00, 1977, содержащий мас. молибден 20-28, ниобий 5-7, цирконий 5-7, титан остальное.

Недостатком этого сплава является недостаточно высокая коррозионная стойкость в газообразном хлористом водороде.

Кроме того, высокое содержание тугоплавких элементов Мо и отсутствие в сплаве Al не позволяют использовать для изготовления слитков стандартный для титановых сплавов метод вакуумно-дуговой плавки с использованием легкоплавких лигатур. Выплавка слитков возможна лишь гарнисажным способом, который существенно увеличивает стоимость сплава из-за введения дополнительного переплава.

Предлагаемый сплав обладает оптимальным сочетанием технологических и коррозионных свойств.

Сплав дополнительно содержит ванадий и алюминий при следующем соотношении компонентов мас. цирконий 31-55; молибден 0,1-17; ванадий 0,1-20; алюминий 0,1-3; титан остальное, причем сумма легирующих элементов циркония, молибдена, ванадия и алюминия находится в пределах 45-60 мас.

Сплавы выплавляли в вакуумно-дуговой печи методом двойного переплава. Катаные прутки диаметром 20 мм подвергали термообработке по режиму нагрев при 650^оС 4 ч, охлаждение на воздухе.

Для лабораторных исследований опытного сплава использовали полуфабрикаты следующего химического состава, мас. Cплав 1: Ti 31Zr 10,9Mo 0,1V 3Al (Σ 45) Сплав 2: Ti 31Zr 0,1Mo 20V 0,1Al (Σ 51,2) Сплав 3: Ti 55Zr 0,1Mo 0,1V 0,1Al (Σ 55,3) Cплав 4: Ti 42Zr 7-5Mo 9V 1,5Al (Σ 60) Сплав 5: Ti 31Zr 17Mo 0,1V 1,0Al (Σ 49,1) Cплав 6: Ti 30Zr 0,05Mo 0,05V 0,05Al (Σ 30,15) Сплав 7: Ti 56Zr 18Mo 21V 4Al (Σ 99) Сравнительные свойства предлагаемого (NN 1-7) и известного (N 8) сплавов приведены в таблице.

Представленные в таблице данные показывают, что меньшее суммарное содержание легирующих элементов циркония, молибдена, ванадия лишает сплав преимуществ перед прототипом в части коррозионной стойкости. При увеличении суммарного содержания легирующих элементов свыше 45% наблюдается пропорциональное увеличение коррозионной стойкости, темп которого заметно снижается при достижении их концентрации уровня 55-60% который является технически обоснованной верхней границей легирования сплава.

Применение предлагаемого сплава позволит в 10-100 раз повысить р ресурс оборудования, работающего в коррозионноактивных средах, содержащих газообразный хлористый водород.

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА, содержащий цирконий и молибден, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ванадий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.

Цирконий 31 55 Молибден 0,1 17,0 Ванадий 0,1 20,0 Алюминий 0,1 3,0 Титан Остальное причем в сумме легирующие элементы цирконий, молибден, ванадий и алюминий составляют 45-60 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1