Сплав на основе алюминида титана


 


Владельцы патента RU 2500826:

Открытое Акционерное Общество "Всероссийский Институт Легких сплавов" (ОАО ВИЛС) (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в качестве конструкционного материала для изделий авиационной и космической промышленности. Сплав на основе алюминида титана содержит, мас.%: ниобий 44,0-47,0, алюминий 8,0-12,0, тантал 0,02-0,5, кремний 0,04-0,3, медь 0,03-0,2, хром 0,03-0,2, титан - остальное. Сплав обладает высокими значениями прочности, жаростойкости, пластичности. 1 табл., 1 пр.

 

Предполагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления изделий для авиационной и космической промышленности.

Известен сплав на основе титана, состоящий из (мас.%): ниобий - 38,0-42,0, алюминий - 10,0-12,0, молибден - 0,5-1,0, цирконий - 1,0-1,5, кремний - 0,1-0,25, ванадий - 1,0-1,5, углерод - 0,05-0,08 (заявка на изобретение Российской Федерации №2001125968, С22С 14/00, 20.06.2003 г.)

Недостатком этого сплава является низкая технологическая пластичность и низкие показатели характеристик пластичности при комнатной температуре.

Известен также сплав на основе титана, состоящий из (мас.%): ниобий - 43,0-45, алюминий - 9,0-11,0, тантал - 0,02-0,3, кремний - 0,04-0,2 (патент Российской Федерации №2375484, С22С 14/00, 26.05.2008 г.) прототип.

Недостатком этого сплава являются недостаточно высокие показатели прочности, жаропрочности и жаростойкости, небольшой срок службы при рабочих температурах, а также недостаточно высокие показатели пластических характеристик.

Предлагается сплав на основе титана, состоящий из (мас.%):

Ниобий 44,0-47,0
Алюминий 8,0-12,0
Тантал 0,02-0,5
Кремний 0,04-0,3
Медь 0,03-0,2
Хром 0,03-0,2
Титан остальное

Предлагаемый сплав отличается от прототипа тем, что в него дополнительно введены медь и хром, а компоненты взяты в следующем соотношении (мас.%):

Ниобий 44,0-47,0
Алюминий 8,0-12,0
Тантал 0,02-0,5
Кремний 0,04-0,3
Медь 0,03-0,2
Хром 0,03-0,2
Титан остальное

Повышение содержания ниобия в данном сплаве позволяет получать, после проведения термодеформационных обработок, металл с равномерной структурой состоящей из β - фазы, по границам и внутри которой выделяется О - фаза различной морфологии, что позволяет повысить прочность, жаропрочность и жаростойкость сплава. Введение меди в данный сплав приводит к выделению при старении дисперсного соединения Ti2Cu, что увеличивает пластичность и свариваемость материала.

Добавка хрома способствует образованию соединения TiCr2 которое обеспечивает более высокую стабильность β - фазы, что обеспечивает более высокую технологическую пластичность. Это позволяет при деформации заготовок из данного сплава уменьшить величину зерна, повысить однородность структуры по сечению всего полуфабриката, и тем самым обеспечить более высокие уровень и стабильность механических свойств изделия.

Техническим результатом применения данного сплава является повышение прочности, жаропрочности, жаростойкости, пластичности, и, как следствие, повышение срока службы изготовленных деталей и полуфабрикатов.

Пример.

Получали слиток из титанового сплава с химическим составом (мас.%):

Ниобий - 46,5
Алюминий - 9,6
Тантал - 0,2
Кремний - 0,11
Медь 0,1
Хром 0,1

Титан - основа

Слиток диаметром 190 мм нагревали до температуры 1080°С и осаживали методом дробной деформации на вертикальном гидравлическом прессе усилием 10000 тнс.

Механические свойства образцов в состоянии деформация + термообработка, определенные по статическим испытаниям, представлены в таблице.

По такой же схеме был изготовлен и испытан сплав - прототип.

№ эксперимента Способ изготовления σв, МПа σ0,2, МПа δ,% ψ, % К, МПа·м1/2 , Мпа
1. Предлагаемый сплав 1100-1170 1020-1070 14-16 15-25 35-38 350
2. Сплав - прототип 970-1030 940-1000 8-14 15-25 30-38 300

Таким образом предлагаемый сплав позволяет повысить пластичность на 2-4%, прочность на 70-140 МПа, жаропрочность на 50 МПа, и как следствие, значительно увеличить срок службы конструкционных изделий.

Сплав на основе алюминида титана, содержащий ниобий, алюминий, тантал, кремний и титан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь и хром при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Ниобий 44,0-47,0
Алюминий 8,0-12,0
Тантал 0,02-0,5
Кремний 0,04-0,3
Медь 0,03-0,2
Хром 0,03-0,2
Титан остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным титановым сплавам, и может быть использовано в авиационной промышленности. Высокопрочный псевдо-бета титановый сплав содержит, мас.%: 5,3-5,7 алюминия, 4,8-5,2 ванадия, 0,7-0,9 железа, 4,6-5,3 молибдена, 2,0-2,5 хрома, 0,12-0,16 кислорода, остальное титан и примеси и, при необходимости, один или более дополнительных элементов, выбранных из N, С, Nb, Sn, Zr, Ni, Co, Cu и Si, причем каждый дополнительный элемент присутствует в количестве менее 0,1%, и общее содержание дополнительных элементов составляет менее 0,5 мас.%.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к дисперсно-упрочненным композиционным материалам. .

Изобретение относится к области наноструктурных материалов с ультрамелкозернистой структурой, в частности, двухфазных альфа-бета титановых сплавов, которые могут быть использованы для изготовления полуфабрикатов и изделий в различных отраслях техники, машиностроения, медицины.

Изобретение относится к области спецэлектрометаллургии и может быть использовано при вакуумно-дуговом переплаве базового -TiAl-сплава, который затвердевает через -фазу.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к листам из чистого титана, которые могут быть использованы для изготовления пластин теплообменников. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термомеханическим исполнительным механизмам, предназначенным для преобразования тепловой энергии в механическую.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к функциональным металлическим сплавам на основе титана и способу их обработки и может быть использовано для сверхупругих элементов конструкций, а также в хирургии и ортопедической имплантологии.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано в конструкциях, работающих при температурах до 650°С, например для деталей корпуса и статорных лопаток компрессора высокого давления газотурбинных двигателей.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке новых нерадиоактивных материалов, и может быть использовано в атомной энергетической промышленности.
Изобретение относится к металлургии сплавов на основе титана, используемых в медицине для изготовления деталей эндопротезов и имплантатов, предназначенных для применения в ортопедии, стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам на основе титана с высокой коррозионной стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах, и может быть использовано в свариваемых элементах оборудования: химических производств, оффшорной техники и судостроения. Сплав на основе титана содержит, мас.%: алюминий 4,7-6,3, ванадий 1,0-1,9, молибден 0,7-2,0, углерод 0,06-0,14, цирконий 0,02÷0,10, кислород 0,06-0,13, кремний 0,02-0,12, железо 0,05-0,25, рутений 0,05-0,14, титан - остальное при выполнении соотношения: [O2]+[Si]+[Fe]≤0,40. Сплав обладает повышенной стойкостью против щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к деформационно-термической обработке сплавов с эффектом памяти формы, в частности сплавов на основе TiNi. Наноструктурный сплав титан-никель с эффектом памяти формы характеризуется структурой из наноскристаллических аустенитных зерен В2 фазы, в которой объемная доля зерен с размером менее 0,1 мкм и с коэффициентом формы зерен не более 2 во взаимно перпендикулярных плоскостях составляет не менее 90%. Более чем 50% зерен имеют большеугловые границы, разориентированные относительно соседних зерен на углы от 15° до 90°. Способ получения прутка из наноструктурированного сплава титан-никель с эффектом памяти формы включает термомеханическую обработку, сочетающую интенсивную пластическую деформацию и дорекристаллизационный отжиг. Интенсивную пластическую деформацию проводят в два этапа, на первом этапе осуществляют равноканальное угловое прессование с достижением накопленной степени деформации е≥4. На втором этапе осуществляют деформацию кузнечной вытяжкой и/или волочением. Отжиг проводят в процессе и/или после каждого этапа деформации. Равноканальное угловое прессование проводят при температуре не выше 400°С. Кузнечную вытяжку и волочение проводят с общей накопленной деформацией ε более 60% при постепенном снижении температуры в интервале t=450-200°C, а отжиг проводят при температуре, равной t=400-200°C. Повышаются механические и функциональные свойства сплава. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе титана, и может быть использовано в элементах оборудования химических производств, в сварных соединениях судостроения. Сплав на основе титана содержит, мас. %: алюминий 4,3-6,3, молибден 1,5-2,5, углерод 0,05-0,14, цирконий 0,2-1,0, кислород 0,06-0,14, кремний 0,02-0,12, железо 0,05-0,25, ниобий 0,3-1,20, рутений 0,05-0,14, титан - остальное. Суммарное содержание кремния и железа не должно превышать 0,30 мас.%. Сплав обладает повышенной стойкостью к щелевой и питтинговой коррозии в агрессивных средах с повышенным солесодержанием и при температуре до 250 °С. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка сплава на основе элементов 4 группы периодической таблицы. Может использоваться в пироиндустрии при получении запальных устройств, в качестве газопоглотителей в вакуумных трубках, в лампах, в вакуумной аппаратуре и в установках для очистки газов. Оксид базисного элемента, выбранного из Ti, Zr и Hf, смешивают с легирующим металлическим порошком, выбранным из Ni, Сu, Та, W, Re, Os или Ir, и с порошком восстановителя. Полученную смесь нагревают в печи в атмосфере аргона до начала реакции восстановления. Реакционный продукт выщелачивают, промывают и сушат. Оксид базисного элемента имеет средний размер частиц от 0,5 до 20 мкм, удельную поверхность по БЭТ от 0,5 до 20 м2/г и минимальное содержание оксида 94 вес.%. Обеспечивается получение порошка с воспроизводимыми временем горения, удельной поверхностью, распределением частиц по размерам и временем горения. 22 з.п. ф-лы, 5 пр.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано для высоконагруженных деталей и узлов, работающих при температурах до 550°C длительно и при 600°C кратковременно. Сплав на основе титана содержит, мас.%: Al 5,0-6,6, Mo 1,5-2,5, Zr 1,0-2,8, V 0,4-1,4, Fe 0,08-0,40, Si 0,08-0,28, Sn 1,5-3,8, Nb 0,4-1,2, O 0,02-0,18, C 0,008-0,080, Ti - остальное. Сплав обладает высокими прочностными характеристиками при температурах до 600°C, повышенным уровнем технологичности при горячей деформации. 2 н.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе титана, плавка и разливка которых проводится в вакуумных дуговых гарнисажных печах. Способ получения сплава на основе титана с содержанием бора 0,002-0,008 мас.% включает проведение плавки в вакуумной дуговой гарнисажной печи с расходуемым электродом, не имеющей дополнительного вакуумного порта для введения модифицирующих добавок. Навеску модификатора B4C, завернутую в алюминиевую фольгу, закладывают в отверстие расходуемого электрода, которое высверливают от сплавляемого торца электрода на расстоянии, определяемом в зависимости от времени его расплавления. Получают сплав на основе титана с равноосной структурой и размером зерна менее 15 мкм. 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для пайки высокотемпературным припоем тугоплавких металлических и/или керамических материалов. Припой выполнен из сплава, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас.%: цирконий 45-50, бериллий 2,5-4,5; алюминий 0,5-1,5, титан - остальное. Припой выполнен в виде гибкой ленты и получен сверхбыстрой закалкой сплава путем литья расплава на вращающийся диск. Припой обладает высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивает уменьшение интерметаллидных прослоек в паяном шве. 2 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке новых нерадиоактивных материалов, и может быть использовано в атомной энергетической промышленности. Сплав для поглощения тепловых нейтронов на основе титана содержит, вес. %: углерод 0,03-0,10; железо 0,15-0,25; кремний 0,05-0,12; азот 0,01-0,04; алюминий 1,8-2,5; цирконий 2,0-3,0; самарий 0,5-5,0; титан и примеси остальное. Сплав обладает повышенным уровнем поглощения тепловых нейтронов, высокими эксплуатационными и пластическими свойствами. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе гамма-алюминида титана и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 800°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ получения сплава на основе гамма-алюминида титана γ-TiAl, имеющего плотность при комнатной температуре не более 4,2 г/см3, температуру солидуса не менее 1450°C, количество фаз α2 и γ при 600-800°C не менее 20 мас.% и не менее 69 мас.% соответственно, суммарное количество этих фаз не менее 95 мас.%, а содержание ниобия в γ-фазе не менее 3 мас.%, заключается в том, что сплав на основе гамма-алюминида титана γ-TiAl, содержащий ниобий в количестве 1,3, или 1,5, или 1,6 ат.% и переходные металлы, выбранные из хрома в количестве 1,3 или 1,7 ат.% и циркония в количестве 1,0 ат.%, подвергают горячему изостатическому прессованию, совмещенному с термообработкой путем отжига при температуре 800°С и выдержки в течение 100 часов. Сплав обладает низкой плотностью и имеет стабильный фазовый состав при рабочих температурах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана, и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 700°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ получения литого сплава на основе гамма алюминида титана для фасонных отливок включает получение смеси порошков, формирование из нее брикета и проведение самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Получают смесь порошков из чистых металлов, содержащую титан, алюминий, ниобий и молибден в количестве, мол.%: алюминий 40-44, ниобий 3-5, молибден 0,6-1,4, титан - остальное. Брикет формируют с относительной плотностью 50-85 % и подвергают его термовакуумной обработке при температуре 550-650°C в течение 10-40 мин, скорости нагрева 5-40°C/мин и давлении 10-1-10-3 Па, а СВС проводят при начальной температуре 560-650°C. Получают отливки заданной конфигурации с высоким уровнем механических свойств при повышенных температурах. 2 ил., 2 табл., 2 пр.
Наверх