Лигатура для титановых сплавов
Владельцы патента RU 2547376:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при производстве сплавов титана. Лигатура содержит, мас.%: ванадий 40-50, титан 5-20, углерод 3-5, алюминий - остальное. Изобретение позволяет улучшить свариваемость и механические характеристики в зоне термического влияния за счет снижения содержания ванадия и повышения содержания углерода в лигатуре при сохранении механических свойств титанового сплава, изготовленного с применением заявляемой лигатуры. 2 табл.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при производстве титановых сплавов.
Лигатуры широко применяются в производстве титановых сплавов. Их преимущество заключается в том, что они имеют температуру плавления, близкую к температуре плавления титана, и равномерно распределяются в сплаве. Известна лигатура следующего химического состава, % мас.:
| Ванадий | 60-70 |
| Углерод | 1-4 |
| Алюминий | Остальное |
[1] - Прототип.
Недостатком известной лигатуры является то, что ее химический состав из-за высокого содержания ванадия, не позволяет улучшить сварочные свойства титанового сплава в зоне термического влияния и уменьшить подкаливаемость в околошовной зоне.
Техническим результатом данного изобретения является улучшение свариваемости титанового сплава.
Технический результат достигается тем, что лигатура дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, % мас.:
| Ванадий | 40-50 |
| Титан | 5-20 |
| Углерод | 3-5 |
| Алюминий | Остальное |
Введение в состав известной лигатуры титана (титан легко образует с углеродом карбиды) позволило изменить соотношение между ванадием и углеродом в лигатуре, что дало возможность уменьшить содержание ванадия в титановом сплаве и повысить в сплаве содержание углерода на 0,02% мас.
Снижение содержания ванадия в титановом сплаве привело к улучшению его свариваемости, а повышение содержания углерода (α-стабилизирующий элемент) позволило сохранить механические свойства сплава практически на прежнем уровне.
Предлагаемую лигатуру можно получить методом внепечной алюмотермической плавки.
Пример конкретного выполнения
Титан вводится в шихту в виде порошка крупностью 1-8 мм.
Технология получения лигатуры обеспечивает хорошую однородность металла. Использование лигатуры для легирования титанового сплава позволяет получать качественные, химически однородные по содержанию ванадия, алюминия и углерода слитки.
Температура плавления лигатуры в зависимости от состава колеблется от 1630 до 1700°С, плотность лигатуры составляет 4,4-4,5 г/см3.
Были приготовлены лигатуры следующих составов, % мас.:
Изготовленные с использованием заявляемой лигатуры и лигатуры-прототипа полуфабрикаты сплава были испытаны на свариваемость. Оценка качества свариваемости сплава производилась методом сравнения механических характеристик основного металла и металла имитированной зоны термического влияния.
Результаты испытаний приведены в таблице 2, там же для сравнения приведены данные среднего уровня механических свойств сплава, изготовленного с использованием лигатуры-прототипа.
Полученные результаты показывают, что:
а) механические характеристики металла из зоны термовлияния улучшились, так как прочность металла в зоне термовлияния приблизилась к прочности основного металла, а это означает, что подкаливаемость металла в околошовной зоне уменьшилась;
б) механические характеристики основного металла практически не изменились.
Источник информации
1. Авторское свидетельство СССР №515821, кл. С22С 27/02, опубл. 30.05.1976.
Лигатура для титановых сплавов, содержащая ванадий, алюминий и углерод, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| ванадий | 40-50 |
| титан | 5-20 |
| углерод | 3-5 |
| алюминий | остальное |
