Лигатура для титановых сплавов

Авторы патента:

C22C35/00 - Сплавы (лигатуры) для легирования железа или стали

C22C27/02 - сплавы на основе ванадия, ниобия или тантала

Владельцы патента RU 2568551:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве титановых сплавов. Лигатура для титановых сплавов содержит, мас.%: ванадий 30-50, углерод 1-4, молибден 5-25, титан 5-20, алюминий 20-50, примеси - остальное. Изобретение позволяет за счет добавки в титановый расплав молибдена и титана в составе лигатуры повысить коррозионно-механическую прочность титанового сплава в 2-2,5 раза. 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к лигатурам, используемым при производстве сплавов титана.

Введение в сплав легирующих компонентов, различающихся по плотности, температуре плавления и другим характеристикам, невозможно без применения промежуточного сплава - лигатуры, которая по физическим параметрам близка к титану и позволяет получать однородный бездефектный металл с заданными характеристиками.

В цветной металлургии известна лигатура на основе ванадия, содержащая алюминий и другие элементы, входящие в состав сплавов на основе цветных металлов, в том числе и титана, которая содержит, мас.%: ванадия - 19-25, молибдена 9-15, циркония 4-10, алюминия - остальное [1].

Недостатком этой лигатуры является низкая коррозионно-механическая прочность легированных ею титановых сплавов.

Например, сплав системы титан-алюминий-ванадий-молибден-углерод, полученный с использованием известной лигатуры, имеет коррозионно-механическую прочность (число циклов до разрушения в 3%-ном растворе поваренной соли при нагрузке 0,7 от предела текучести) 900-1100.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемой является лигатура для титановых сплавов следующего состава, мас.%

ванадий	60-70
углерод	1-4
алюминий	остальное

[2]. - Прототип.

Недостатком этой лигатуры-прототипа является также низкая коррозионно-механическая прочность титановых сплавов, полученных с ее использованием.

Титановый сплав системы титан-алюминий-ванадий-молибден-углерод имеет коррозионно-механическую прочность 800-1200 циклов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение коррозионно-механической прочности титановых сплавов.

Для достижения технического результата в лигатуру-прототип, которая содержит алюминий, ванадий и углерод, дополнительно вводят молибден и титан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ванадий	30-50
углерод	1-4
молибден	5-25
титан	5-20
алюминий	20-50
примеси	остальное

Введение в состав заявляемой лигатуры молибдена позволяет повысить коррозионно-механическую прочность сплава, полученного с ее использованием, а введение в состав лигатуры титана компенсирует снижение содержания ванадия при практически неизменном содержании алюминия, сохраняя технологические качества лигатуры (например, температуру плавления и дробимость).

Предложенную лигатуру получили методом внепечной алюмотермической плавки.

Пример конкретного выполнения.

Для получения предлагаемой лигатуры была приготовлена шихта, содержащая окислы ванадия, молибдена, кальция, алюминий, титан, графит, фтористый кальций и оборотный шлак загружали в медные тигли. Инициирование реакции осуществляли сжиганием смеси КМnO₄+Аl от электрозапала. Необходимое количество тепла обеспечивалось экзотермичностью химических реакций восстановлением.

В таблице приведены составы предложенной лигатуры и значения коррозионно-механической прочности титанового сплава системы титан-алюминий-ванадий-молибден-углерод, полученного с использованием предложенной лигатуры.

Коррозионно-механическую прочность титанового сплава определяли методом циклического нагружения круглых образцов с диаметром рабочей части 8 мм с острым кольцевым надрезом в средней части образца на глубину 1 мм при нагрузке 0,7 от предела текучести. Испытания проводили в 3%-ном растворе поваренной соли.

Полученные результаты показали, что предложенная лигатура в сравнении с известной обеспечивает повышение коррозионно-механической прочности титановых сплавов в 2-2,5 раза.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №396413, кл. С22С 35/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР №515821, кл. С22С 35/00, 1976.

Лигатура для титановых сплавов, содержащая ванадий, углерод, алюминий и примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит молибден и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ванадий	30-50
углерод	1-4
молибден	5-25
титан	5-20
алюминий	20-50
примеси	остальное

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам смесей для легирования и модифицирования сталей, используемых для производства литых изделий высокой эксплуатационной надежности для работы техники, железнодорожных вагонов в сложных низкотемпературных климатических условиях.

Лигатура для стали // 2564803

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству жаростойких нейтронопоглощающих сталей, применяемых в атомной энергетике. Лигатура содержит, % мас.: гадолиний 41-74, алюминий 14,0-25,4, кремний 0,6-20, железо остальное.

Способ получения лигатуры никель-редкоземельный металл // 2556176

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению лигатуры никель-редкоземельный металл. В способе расплавляют никель, выдерживают полученный расплав и смешивают его с редкоземельным металлом, производят индукционное перемешивание расплава, его разливку и охлаждение, при этом расплавляют никель в вакууме в инертном тигле индукционной печи, полученный расплав нагревают до температуры 1500-1700°C и выдерживают до его дегазации в плавильной камере под вакуумом, после чего снижают температуру расплава никеля до 1400-1550°C и в вакууме или атмосфере инертного газа порционно добавляют в него редкоземельный металл.

Модифицирующая смесь // 2553125

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обработки расплавов медных сплавов и чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: углекислый барий 40-50, кальцинированную соду 10-20, карбонат стронция 40-45.

Лигатура для титановых сплавов // 2547376

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.

Способ получения лигатур для производства алюминиевых сплавов // 2542191

Изобретение относится к производству лигатур цветных металлов, в частности к получению алюминиево-титановой лигатуры, и может быть использовано в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, изготавливающих деформируемые и литейные алюминиевые сплавы.

Способ получения лигатуры алюминий-фосфор // 2539886

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения сплавов на основе алюминия. Способ включает получения лигатуры алюминий-фосфор в виде таблеток состава, мас.%: фосфор 1,5-3,5, железо 6,0-16, алюминий остальное.

Комплексный сплав для микролегирования и раскисления стали на основе железа // 2537677

Изобретение относится к области металлургии, в частности к ферросплавному производству, и может быть использовано в сталеплавильном производстве для микролегирования и раскисления металлического железоуглеродистого расплава бором.

Модификатор для стали // 2530190

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для легирования, рафинирования и модифицирования сталей для изготовления деталей, работающих при температурах до минус 60°С.

Лигатура для производства отливок из серого чугуна // 2529148

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении и тракторостроении при производстве отливок из серого чугуна с перлитной структурой металлической основы.

Волокнистый композиционный материал с матрицей на основе ниобия // 2568407

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокотемпературным композиционным материалам на основе ниобия, упрочненным оксидными волокнами, применяемым для изготовления конструкционных деталей авиационного назначения.

Сплав на основе ниобия // 2564181

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе ниобия, которые могут быть использованы для изготовления деталей двигателей, печей, тепловых агрегатов и других изделий, работающих при повышенных температурах в условиях механических нагрузок.

Композиционный материал на основе ниобия, упрочненный силицидами ниобия, и изделие, выполненное из него // 2557117

Изобретение относится к области металлургии, в частности к эвтектическим композиционным материалам на основе ниобия, упрочненным силицидами ниобия, предназначенным для изготовления теплонагруженных изделий, и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности.

Жаропрочный материал на основе ниобия и способы его получения // 2469119

Изобретение относится к области металлургии, в частности к слоистым материалам, и может быть использовано для изготовления деталей авиационно-космической техники, работающих при высоких температурах.

Жаропрочный дисперсно-упрочненный сплав на основе ниобия и способы его получения // 2464336

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным дисперсно-упрочненным сплавам на основе ниобия и способам их получения, и может быть использовано для изготовления деталей авиационно-космической техники, работающих при температурах до 1600°С.

Способ производства литой мишени из сплава на основе тантала для магнетронного распыления // 2454483

Изобретение относится к области металлургического производства распыляемых металлических мишеней для микроэлектроники, а также к изготовлению интегральных схем и тонкопленочных конденсаторов на основе тантала и его сплавов.

Лигатура для титановых сплавов // 2441937

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при производстве сплавов титана. .

Способ изготовления продукта переработки, включающего содержащий кремний сплав ниобия и тантала (варианты), лунки глубокой вытяжки и мишени ионного распыления, полученные из него // 2416656

Изобретение относится к получению полуфабриката из содержащего кремний сплава ниобия. .

Сплав на основе ниобия // 2347834

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления изделий, работающих в условиях механических нагрузок при повышенных температурах. .

Стойкая к высоким температурам ниобиевая проволока // 2341577

Изобретение относится к получению ниобиевой проволоки, пригодной для применения в качестве проволочного вывода для ниобиевых, ниобийоксидных или танталовых конденсаторов.

Способ получения жаропрочного сплава на основе ниобиевой матрицы с интерметаллидным упрочнением // 2595084

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству жаропрочных сплавов на основе ниобия, которые могут быть использованы для изготовления рабочих лопаток ГТД. Способ получения высокотемпературного сплава на основе ниобия включает изготовление расходуемого электрода, плавку расходуемого электрода в вакуумной дуговой печи и разливку расплава. Готовят расходуемый электрод из шихтовых материалов в виде ниобия, кремния и по крайней мере одного из легирующих элементов, включающих титан, гафний, алюминий, хром, цирконий, молибден, вольфрам, олово и иттрий, плавку расходуемого электрода осуществляют с получением слитка, который затем подвергают переплаву в вакуумной индукционной печи при температуре 1800-2100°С в инертном керамическом тигле, выполненном по крайней мере из одного из оксидов иттрия, гафния, скандия или циркония, а разливку полученного расплава осуществляют в инертную форму. Полученные заготовки имеют равноосную структуру и однородный химический состав по всему объему и могут быть использованы для последующего литья с направленной структурой, что позволяет повысить ресурс и надежность работы авиационных газотурбинных двигателей. 4 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.