Alfa-beta zliatina Ti-Al-V-Mo-Fe

Číslo patentu: E 2365

Dátum: 30.04.2003

Autori: Kosaka Yoji, Fox Stephen, Fanning John

Je ešte 1 strana.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 vynález sa týka vysokopevnej alfa-beta zliatiny svylepšenou kombináciou pevnosti, obrobiteľnosti a balistických vlastností.0002 Zliatiny na báze tltánu sa používajú vaplikáciách, ktoré vyžadujú vysoké pomery pevnosti k hmotnosti spolu s dobrými vlastnosťami pri zvýšenej teplote a odolnosťou voči korózii. Tieto zliatiny môžu byt charakterizované ako zliatiny obsahujúce alfa-fázu, zliatiny obsahujúce beta-fázu alebo ako alfa-beta zliatiny. Alfa-beta zliatiny obsahujú jeden alebo viac stabilizačných prvkov alfa a jeden alebo viac stabilizačných prvkov beta. Pevnosť týchto zliatin je možné zvýšiť tepelnou úpravou alebo tepelno-mechanickými spracovaním. Konkrétne je možné. pevnosť zliatin zvýšiť rýchlym schladením z vysokej teploty v rozmedzí alfa-beta alebo nad teplotou prechodu do beta fázy. Tento proces,ktorý je známy ako rozpúšťacie žihanie (solution treatment) je nasledovaný tepelnou úpravou pri stredne vysokej teplote, ktorá sa označuje ako zrenie, čo vedie k vzniku požadovanej zmesi alfa-fázy a transformovanej beta-fázy, ktoré sú hlavnými fázami prítomnými v mikroštruktúre danej zliatiny.0003 Tieto zliatiny je potrebné používať vaplikáciách, ktoré vyžadujú kombináciu vysokej pevnosti, dobrej obrobiteľnosti adobrých balistických vlastností.0004 V súlade s tým je cieľom tohoto vynálezu poskytnúť alfa-beta zliatinuna báze titáhu, ktorá má túto požadovanú kombináciu vlastností.0011 Zvyšok zliatiny tvorí titán a náhodne prítomné prvky a nečistoty,pričom obsah každej takejto prímesi je nižší ako 0,1 hmotn. a celkový obsahtýchto prímesi je nižší ako 0,5 hmotn.0012 Zliatiny podľa tohoto vynálezu obsahujú hliník ako podstatný prvok,a to v rozsahu podľa tohoto vynálezu. Pokiaľ je obsah hliníka nižší ako 4,5 hmotn., nebude dosiahnutá dostatočné pevnosť. Podobne, pokiaľ je obsah hliníka vyšší ako 5,5 hmotn., bude obrobiteInost danej zliatiny horšia.0013 Vanád je podstatným prvkom slúžiacim ako beta-stabilizátor v alfabeta zliatinách podľa tohoto vynálezu. Pokial je obsah vanádu nižší ako 3,0 ,nebude dosiahnutá dostatočné pevnosť. Podobne, pokial je obsah vanádu vyšší ako 5,0 bude obsah beta-stabilizátora v danej zliatine príliš vysoký, čo0014 Železo je prítomné ako účinný a menej drahý beta-stabilizačný prvok. Normálne pochádza približne 0,1 železa ztitánovej huby a ďalších recyklovaných materiálov, ktoré sa používajú pri výrobe zliatiny podľa tohoto vynálezu. Inak sa železo môže pridávať vo forme ocele alebo ako predzliatina železa a molybdénu, pretože zliatina podľa vynálezu obsahuje molybdén ako podstatný prvok. Pokial je obsah železa vyšší ako približne 1,2 , jeobrobitelnost zliatiny negatívne ovplyvnená.0015 Molybdén je účinný prvok slúžiaci na stabilizáciu beta-fázy, ako aj na zaistenie zjemnenia zŕn v mikroštruktúre. Pokiaľ je obsah molybdénu nižší ako 0,3 °/o, nie je dosiahnutý požadovaný účinok. Podobne, pokiaľ je obsahmolybdénu vyšší ako 1,8 , dochádza k degradácii obrobiteľnosti.0016 Kyslík je spevňujúcim prvkom vtitáne ajeho zliatinách. Pokial je obsah kyslíka nižší ako 0,12 , nie je dosiahnutá dostatočné pevnosť a pokiaľ je obsah kyslíku vyšší ako 0,25 , je zliatina krehká ajej obrobitelnost sa0017 V laboratórnej mierke bolo pomocou metód dvojnásobného tavenia vo vákuovej oblúkovej peci VAR (Vacuum Arc Remelting) pripravených desat ingotov s priemerom 203 mm (8 palcov), vrátane Ti-6 A 1-4 V. Chemické zloženia týchto ingotov sú uvedené v tabuľke 1. Zliatiny A, B, C a E v tejto tabuľke sú zliatinami podľa vynálezu. Zliatiny D a F až J sú kontrolné zliatiny. Zliatina J je Ti-6 A 1-4 V, čo je najbežnejšia alfa-beta Zliatina. Uvedené ingoty boli kované a valcované do tvaru tyčiniek s prierezom v tvare štvorca so stranou 19 mm (3/4 palca) alebo na dosky s hrúbkou 19 mm (3/4 palca) s alfa-beta spracovaním. Za účelom preskúmania základných vlastností každej zliatiny bola časť materiálov žíhaná 1 hodinu pri teplote 704 ° C (1300 ° F) na valcovacej stolici s následným ochladením na vzduchu. Ďalej bola každá tyčinka podrobená procesu rozpúšťacieho žíhania azrenia (STA) a potom boli skúmané jej mechanické vlastnosti, aby sa zistila tvrditeľnost jednotlivých zliatin.0018 Tabuľka 2 uvádza tahové vlastnosti zliatin po žihaní na valcovacej stolici (mill anneal). Zliatiny A, B, C a E vykazujú rovnakú pevnosť (UTS alebo 0,2 PS) ako Ti-6 A 1-4 V. Tvárnost (41 a RA) zliatin A, B, C a E je lepšia než tvárnost Ti-6 A 1-4 V. Tabuľka 3 uvádza ťahové vlastnosti experimentálnych zliatin po STA, spolu svlastnosťami Ti-6 A 1-4 V. Zliatiny A, B aC vykazujú vyššiu pevnosť (UTS alebo 0,2 PS) než je pevnosť Ti-6 A 1-4 V, a to aspoň o 10 ksi. Uvedená vyššia pevnosť po STA je primárne spôsobená zlepšenou tvrditeľnosťou (kaliteľnosťou) v dôsledku pridania Mo a/alebo Fe. Avšak pokial je obsah Mo a/alebo Fe príliš vysoký, je tvárnost nízka, ako je vidiet v prípade zliatin G, H al.Ti-5 A-4 V-1 M 0-Q 6 Fe 4,94 3,97 0,99 0,57 0,03 a vynález Ti-5 A 1-4 V-0,5 Mo-0,4 Fe 4,95 3,96 0,51 0,33 0,03 0,13 Vynález Ti-5 A 1-4 V-0,5 M 0-0,4 Fe-0,08 Si 4,95 3,90 0,50 0,39 0,07 01 s Vynález Ť Ti-5 A 1-4 V-0,5 M 0-0,4 Fe-0,35 Si 4,93 4,02 0,51 0,17 Porovnanie Ti-5 A 1-4 V-1,5 Mo-1 Fe 4,94 3,95 1,520,03 0,16 F Ti-4 A 1-4 V-1,5 Mo-1 Fe 394 3,95 1,51 0,99 0,03 0,22 Porovnanie G Ti-4 A 1-4 V-2 M 0-1,3 Fe 392 3,91 2,01 126 0,03 0,19 Porovnanie H Ti-4 A 1-4 Mo-0,5 Si 3,95 001 3,99 0,20 0,47 0,21 Porovnanie i Ti-4 A 1-2 Mo-1,3 Fe~ 0,55 Si 3,90 ,001 2,03 1,29 0,45 0,19 Porovnanie J Ti-6 A 1-4 V 5961406 0,02 0,03 0,02 0,17 Porovnanie Tabuľka 2. Ťahové vlastnosti t čí žíhan ch na valcovace stolici Zliatina UTS (ksi) 0,2 PS (ksi) E 1 () RA () 1 A 147,6 148,6 17 57,9 B 144,2 142,1 17 53,7 C 146,4 138,0 17 52,1 D 151,8 143,9 13 42,0 E 153,3 147,0 15 56,0 F 152,6 144,5 17 56,1 r G 153,2 146,9 17 54,0 r H 154,9 146,6 15 41,6 I 154,4 146,4 15 40,7 J 146,7 134,2 15 44,3 EP 1 504 131 32676

MPK / Značky

MPK: C22C 14/00

Značky: ti-al-v-mo-fe, alfa-beta, zliatina

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/9-e2365-alfa-beta-zliatina-ti-al-v-mo-fe.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Alfa-beta zliatina Ti-Al-V-Mo-Fe</a>

Podobne patenty