+

RU2346998C2 - Alloy on titanium base and item made out of this alloy - Google Patents

Alloy on titanium base and item made out of this alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2346998C2
RU2346998C2 RU2007101571/02A RU2007101571A RU2346998C2 RU 2346998 C2 RU2346998 C2 RU 2346998C2 RU 2007101571/02 A RU2007101571/02 A RU 2007101571/02A RU 2007101571 A RU2007101571 A RU 2007101571A RU 2346998 C2 RU2346998 C2 RU 2346998C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
titanium
oxygen
nitrogen
carbon
Prior art date
Application number
RU2007101571/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007101571A (en
Inventor
Евгений Николаевич Каблов (RU)
Евгений Николаевич Каблов
Юрий Иванович Захаров (RU)
Юрий Иванович Захаров
Юрий Иванович Грибков (RU)
Юрий Иванович Грибков
Надежда Алексеевна Ночовна (RU)
Надежда Алексеевна Ночовная
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2007101571/02A priority Critical patent/RU2346998C2/en
Publication of RU2007101571A publication Critical patent/RU2007101571A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2346998C2 publication Critical patent/RU2346998C2/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: group of inventions refers to structural high strength welded titanium alloys designed for fabricating large-size power details and welded units of aircraft engineering. There is suggested an alloy on titanium base and an item made out of this alloy. The alloy contains components at the following ratio, wt %: aluminium - 4.3 -6.0, molybdenum - 4.0 - 5.6, vanadium - 4.0 - 5.6, chromium - 0.5 - 1.5, iron - 0.5 - 1.5, zirconium - 0.03 - 0.5, copper - 0.003 - 0.15, nickel - 0.003 - 0.15, oxygen - 0.02 - 0.2, carbon - 0.01 - 0.1, nitrogen - 0.01 - 0.05, hydrogen - 0.003 - 0.015, hafnium - 0.03 - 0.5, titanium - the rest. Total contents of oxygen, carbon and nitrogen in the alloy preferably meets the condition 0.15%≤[(%O)+0.5(%C)+1.7(%N)]≤0.24%.
EFFECT: upgrading low-cycle fatigue of welded units and thermal stability of the base metal.
3 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к разработке конструкционных высокопрочных свариваемых титановых сплавов, предназначенных для изготовления крупногабаритных силовых деталей и сварных узлов самолетов: балок, лонжеронов, шпангоутов, силовых элементов конструкции шасси и крепления двигателя, используемых в авиационной технике.The invention relates to the development of structural high-strength weldable titanium alloys intended for the manufacture of large-sized power parts and welded components of aircraft: beams, spars, frames, power elements of the chassis structure and engine mounts used in aircraft.

Известен сплав на основе титана следующего химического состава, мас.%:Known alloy based on titanium of the following chemical composition, wt.%:

алюминийaluminum 5,5-6,755.5-6.75 молибденmolybdenum 0,85-3,150.85-3.15 ванадийvanadium 3,5-4,53.5-4.5 железоiron 0,85-3,150.85-3.15 кислородoxygen ≤0,2≤0.2 титанtitanium остальноеrest

(заявка Японии №02173234)(Japanese application No. 02173234)

Известный сплав обладает пониженной пластичностью.Known alloy has a reduced ductility.

Изделия, выполненные из него, не пригодны для изготовления высоконагруженных крупногабаритных деталей.Products made from it are not suitable for the manufacture of highly loaded bulky parts.

Известен сплав на основе титана следующего химического состава, мас.%:Known alloy based on titanium of the following chemical composition, wt.%:

алюминийaluminum 4,0-6,04.0-6.0 молибденmolybdenum 4,5-6,04,5-6,0 ванадийvanadium 4,5-6,04,5-6,0 хромchromium 2,0-3,62.0-3.6 железоiron 0,2-0,50.2-0.5 кислородoxygen ≤0,2≤0.2 азотnitrogen 0,050.05 титан titanium остальноеrest

(патент РФ №2283889)(RF patent No. 2283889)

Из известного сплава изготавливают конструкции планера самолета и двигателя, детали крепежа.The airframe and engine designs, fastener parts are made from a known alloy.

Недостатком этого сплава является пониженный уровень усталостной прочности сварных соединений.The disadvantage of this alloy is the reduced level of fatigue strength of welded joints.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе титана следующего химического состава, мас.%:The closest analogue taken as a prototype is an alloy based on titanium of the following chemical composition, wt.%:

алюминийaluminum 4,3-6,04.3-6.0 молибденmolybdenum 4,0-5,64.0-5.6 ванадийvanadium 4,0-5,64.0-5.6 хромchromium 0,5-1,50.5-1.5 железоiron 0,5-1,50.5-1.5 цирконийzirconium 0,03-0,50.03-0.5 медьcopper 0,003-0,150.003-0.15 никельnickel 0,003-0,150.003-0.15 кислородoxygen 0,02-0,20.02-0.2 углеродcarbon 0,01-0,20.01-0.2 азотnitrogen 0,01-0,050.01-0.05 водородhydrogen 0,003-0,030.003-0.03 титанtitanium остальноеrest

(патент РФ №2082802)(RF patent No. 2082802)

Недостатками известного сплава являются недостаточно высокая малоцикловая усталость (МЦУ) сварных соединений и невысокая термическая стабильность основного металла, что не позволяет использовать этот сплав для изготовления таких изделий, как узлы крепления двигателя.The disadvantages of this alloy are not high enough low-cycle fatigue (MCU) of welded joints and low thermal stability of the base metal, which does not allow the use of this alloy for the manufacture of products such as engine mounts.

Недостатками изделий из известного сплава является недостаточно высокие надежность и ресурс.The disadvantages of products from the known alloy is not sufficiently high reliability and resource.

Технической задачей изобретения является повышение малоцикловой усталости (МЦУ) сварных соединений и термической стабильности основного металла.An object of the invention is to increase low-cycle fatigue (MCU) of welded joints and thermal stability of the base metal.

Поставленная задача достигается тем, что предложен сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, ванадий, хром, железо, цирконий, медь, никель, кислород, углерод, азот и водород, который дополнительно содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мас.%:This object is achieved by the fact that the proposed alloy based on titanium containing aluminum, molybdenum, vanadium, chromium, iron, zirconium, copper, nickel, oxygen, carbon, nitrogen and hydrogen, which additionally contains hafnium in the following ratio, wt.%:

алюминийaluminum 4,3-6,04.3-6.0 молибденmolybdenum 4,0-5,64.0-5.6 ванадийvanadium 4,0-5,64.0-5.6 хромchromium 0,5-1,50.5-1.5 железоiron 0,5-1,50.5-1.5 цирконийzirconium 0,03-0,50.03-0.5 медьcopper 0,003-0,150.003-0.15 никельnickel 0,003-0,150.003-0.15 кислородoxygen 0,02-0,20.02-0.2 углеродcarbon 0,01-0,10.01-0.1 азотnitrogen 0,01-0,050.01-0.05 водородhydrogen 0,003-0,0150.003-0.015 гафнийhafnium 0,03-0,50.03-0.5 титанtitanium остальноеrest

При этом предпочтительно, чтобы суммарное содержания кислорода, углерода и азота в сплаве должно удовлетворять условию 0,15%≤[(%O)+0,5(%С)+1,7(%N)]≤0,24%.Moreover, it is preferable that the total content of oxygen, carbon and nitrogen in the alloy should satisfy the condition 0.15% ≤ [(% O) +0.5 (% C) +1.7 (% N)] ≤0.24%.

Авторами установлено, что дополнительное введение в сплав гафния при заявленном содержании и соотношении компонентов повышает малоцикловую усталость (МЦУ) сварных соединений и термическую стабильность основного металла.The authors found that the additional introduction of hafnium into the alloy with the stated content and ratio of components increases low-cycle fatigue (MCU) of welded joints and thermal stability of the base metal.

Примеры конкретного осуществленияExamples of specific implementation

Для исследования механических свойств сплава, в вакуумной дуговой печи выплавляли методом двойного переплава слитки с химическим составом в пределах предлагаемого сплава (1, 2, 3, табл.1) и сплава-прототипа (4, табл.1).To study the mechanical properties of the alloy, in a vacuum arc furnace, ingots with the chemical composition within the proposed alloy (1, 2, 3, Table 1) and the prototype alloy (4, Table 1) were melted by the double remelting method.

Выплавленные слитки ковали на гидравлическом прессе на плиты. После механической обработки плит, из них изготавливали заготовки толщиной 20 мм, которые затем сваривали электронно-лучевой сваркой. Сваренные заготовки подвергали упрочняющей термической обработке. Результаты испытаний механических свойств образцов, вырезанных из основного металла и сварных соединений, приведены в таблице 2.Smelted ingots were forged in a hydraulic press onto slabs. After mechanical processing of the plates, 20 mm thick blanks were made from them, which were then welded by electron beam welding. The welded workpieces were subjected to hardening heat treatment. The test results of the mechanical properties of the samples cut from the base metal and welded joints are shown in table 2.

Из таблицы 2 видно, что при повышении термической стабильности значения МЦУ сварных соединений повысились в 1,3-1,5 раза.From table 2 it is seen that with increasing thermal stability, the values of the MCU of welded joints increased by 1.3-1.5 times.

Таким образом, применение предлагаемого сплава повысит эксплуатационную надежность и ресурс крупногабаритных силовых деталей и сварных узлов самолетов.Thus, the use of the proposed alloy will increase the operational reliability and resource of large-sized power parts and welded units of aircraft.

Таблица1Table 1 №п/пNo. Химический состав, мас.%Chemical composition, wt.% 0,15%≤[(%O)+0,5(%C)+1,7(%N)]≤0,24%0.15% ≤ [(% O) +0.5 (% C) +1.7 (% N)] ≤0.24% AlAl МоMo VV CrCr FeFe ZrZr CuCu NiNi ОABOUT СFROM NN НN HfHf TiTi 1one 4,34.3 4,04.0 4,04.0 0,50.5 1,51,5 0,030,03 0,0030.003 0,0030.003 0,020.02 0,100.10 0,050.05 0,0030.003 0,030,03 ост.rest 0,160.16 22 5,05,0 4,84.8 4,84.8 1,01,0 1,01,0 0,250.25 0,0750,075 0,0750,075 0,100.10 0,050.05 0,0250,025 0,0090.009 0,250.25 "" 0,170.17 33 6,06.0 5,65,6 5,65,6 1,51,5 0,50.5 0,50.5 0,150.15 0,150.15 0,200.20 0,010.01 0,010.01 0,0150.015 0,50.5 "" 0,220.22 4four 6,06.0 5,65,6 5,65,6 1,51,5 1,51,5 0,50.5 0,150.15 0,150.15 0,200.20 0,010.01 0,020.02 0,0150.015 0,50.5 "" 0,230.23 55 6,06.0 5,65,6 5,65,6 1,51,5 1,51,5 0,50.5 0,150.15 0,150.15 0,200.20 0,200.20 0,050.05 0,030,03 -- "" 0,450.45

Таблица 2table 2 СплавAlloy Механические свойства при 20°СMechanical properties at 20 ° С основной металлbase metal сварное соединениеwelded joint исходное состояниеthe initial state после выдержки
350°С - 1000 ч.
after exposure
350 ° C - 1000 hours
исходное состояниеthe initial state
σв, МПаσ in , MPa δ, %δ,% σв, МПаσ in , MPa δ, %δ,% σв, МПаσ in , MPa МЦУ,
σmaxнетто,
МПа (Nр=5·104 ц)
MCU,
σ max net
MPa (N p = 5 · 10 4 c)
1one 14801480 12,512.5 13901390 12,512.5 13601360 6464 22 15001500 1010 14901490 9,59.5 13901390 6262 33 15301530 99 15201520 99 14101410 6060 4four 15401540 99 15401540 8,58.5 14301430 6060 55 14701470 8,58.5 14401440 55 13501350 50fifty

Claims (3)

1. Сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, ванадий, хром, железо, цирконий, медь, никель, кислород, углерод, азот, водород, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алюминий 4,3-6,0 молибден 4,0-5,6 ванадий 4,0-5,6 хром 0,5-1,5 железо 0,5-1,5 цирконий 0,03-0,5 медь 0,003-0,15 никель 0,003-0,15 кислород 0,02-0,2 углерод 0,01-0,1 азот 0,01-0,05 водород 0,003-0,015 гафний 0,03-0,5 титан остальное
1. A titanium-based alloy containing aluminum, molybdenum, vanadium, chromium, iron, zirconium, copper, nickel, oxygen, carbon, nitrogen, hydrogen, characterized in that it additionally contains hafnium in the following ratio of components, wt.%:
aluminum 4.3-6.0 molybdenum 4.0-5.6 vanadium 4.0-5.6 chromium 0.5-1.5 iron 0.5-1.5 zirconium 0.03-0.5 copper 0.003-0.15 nickel 0.003-0.15 oxygen 0.02-0.2 carbon 0.01-0.1 nitrogen 0.01-0.05 hydrogen 0.003-0.015 hafnium 0.03-0.5 titanium rest
2. Сплав на основе титана по п.1, отличающийся тем, что суммарное содержание кислорода, углерода и азота в сплаве удовлетворяет условию 0,15%≤[(%О)+0,5(%С)+1,7(%N)]≤0,24%.2. The titanium-based alloy according to claim 1, characterized in that the total content of oxygen, carbon and nitrogen in the alloy satisfies the condition 0.15% ≤ [(% O) +0.5 (% C) +1.7 (% N)] ≤0.24%. 3. Изделие из сплава на основе титана, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по любому из пп.1 и 2. 3. A titanium-based alloy product, characterized in that it is made of an alloy according to any one of claims 1 and 2.
RU2007101571/02A 2007-01-17 2007-01-17 Alloy on titanium base and item made out of this alloy RU2346998C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007101571/02A RU2346998C2 (en) 2007-01-17 2007-01-17 Alloy on titanium base and item made out of this alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007101571/02A RU2346998C2 (en) 2007-01-17 2007-01-17 Alloy on titanium base and item made out of this alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007101571A RU2007101571A (en) 2008-07-27
RU2346998C2 true RU2346998C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=39810400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007101571/02A RU2346998C2 (en) 2007-01-17 2007-01-17 Alloy on titanium base and item made out of this alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2346998C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650223C1 (en) * 2017-05-04 2018-04-11 Юлия Алексеевна Щепочкина Titanium-based alloy

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1350468A (en) * 1970-06-11 1974-04-18 Furukawa Electric Co Ltd Erosion-resisting alloys
RU2082802C1 (en) * 1994-09-28 1997-06-27 Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Titanium-base alloy
US6007923A (en) * 1995-06-16 1999-12-28 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Titanium alloy, member made of the titanium alloy and method for producing the titanium alloy member
WO2004048627A1 (en) * 2002-11-25 2004-06-10 Joint-Stock Company Verkhnaya Salda Metallurgical Produktion Association Titanium-based alloy
RU2256713C1 (en) * 2004-06-18 2005-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Titanium-base alloy and article made of thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1350468A (en) * 1970-06-11 1974-04-18 Furukawa Electric Co Ltd Erosion-resisting alloys
RU2082802C1 (en) * 1994-09-28 1997-06-27 Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Titanium-base alloy
US6007923A (en) * 1995-06-16 1999-12-28 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Titanium alloy, member made of the titanium alloy and method for producing the titanium alloy member
WO2004048627A1 (en) * 2002-11-25 2004-06-10 Joint-Stock Company Verkhnaya Salda Metallurgical Produktion Association Titanium-based alloy
RU2256713C1 (en) * 2004-06-18 2005-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Titanium-base alloy and article made of thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650223C1 (en) * 2017-05-04 2018-04-11 Юлия Алексеевна Щепочкина Titanium-based alloy

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007101571A (en) 2008-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2442068C (en) Ultra-high-strength precipitation-hardenable stainless steel and elongated strip made therefrom
RU2169782C1 (en) Titanium-based alloy and method of thermal treatment of large-size semiproducts from said alloy
RU2627312C2 (en) Titanium alloy with improved properties
RU2169204C1 (en) Titanium-based alloy and method of thermal treatment of large-size semiproducts from said alloy
US8771590B2 (en) Titanium base alloy
US8974612B2 (en) High-strength low-alloy steel excellent in high-pressure hydrogen environment embrittlement resistance characteristics and method for producing the same
EP3791003B1 (en) High strength titanium alloys
EP3617337A1 (en) HIGH-Mn STEEL AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
JP2015533935A (en) Cobalt alloy
US10094007B2 (en) Method of manufacturing a ferrous alloy article using powder metallurgy processing
WO2017056619A1 (en) Austenitic stainless steel and method for producing austenitic stainless steel
JP2017202494A (en) Austenitic heat-resistant steel weld metal and weld joint having the same
RU2256713C1 (en) Titanium-base alloy and article made of thereof
EP3693486B1 (en) Austenitic stainless steel welding metal and welded structure
KR102334071B1 (en) titanium plate
RU2346998C2 (en) Alloy on titanium base and item made out of this alloy
CN108103400A (en) Maraging steel of compound precipitation strength and preparation method thereof between a kind of nano level metal
CN111519067A (en) A high-performance, low-cost high-strength titanium alloy
RU2280091C1 (en) Nickel-base heat-resistant deformable alloy and article made of this alloy
CN114134367B (en) High-strength hydrogen embrittlement-resistant membrane with MP-5 mark and preparation method thereof
CN115287540A (en) Powder metallurgy duplex stainless steel suitable for welding and preparation method and welding part thereof
JP2014208869A (en) Precipitation-strengthened martensitic steel
JP3825728B2 (en) Steel with excellent weld heat-affected zone toughness
RU2356978C2 (en) Alloy on basis of titanium and product, implemented of it
CN106978565A (en) A kind of high intensity non-hardened and tempered steel
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载