C22C14 - Aliaje pe bază de titan
Proprietarii brevetului RU 2471880:
Societate cu răspundere limitată "KOMMETPROM" (LLC "KOMMETPROM" "COMMETPROM") (RU)
Invenția se referă la aliajele de titan și metalurgie pot fi utilizate pentru fabricarea de piese nodurilor motoare de rachetă care funcționează sub sarcini grele la temperaturi de până la 800 ° C, inclusiv o lungă perioadă de timp. . Rezistentă la căldură și aliaje de titan rezistente la căldură conținând,% în greutate: Aluminiu 6,0-7,5, 3,0-5,0 zirconiu, wolfram 6,0-7,5, 2,5-4,0 Hf, Nb 2 , 5-4,0, titan - restul. Rezultatul tehnic constă în îmbunătățirea produselor Caracteristici de greutate în care se aplică aliajul conform invenției, pentru a asigura fiabilitatea produselor la temperaturi de până la 800 ° C pentru o lungă perioadă de timp, asigurând rezistență ridicată și rezistență la fluaj fără fragilizare în timpul funcționării. 1 z.s. f-ly, 1 tab.
Invenția se referă la domeniul metalurgiei aliajelor de titan și poate fi utilizată pentru fabricarea unor părți ale ansamblurilor cu motor rachete care funcționează sub sarcini mari la temperaturi de până la 800 ° C, inclusiv pe o perioadă lungă de timp.
Atunci când se utilizează aliaje în aceste structuri, trebuie luate în considerare următoarele cerințe obligatorii:
- aliajele ar trebui să aibă o compoziție de fază suficient de stabilă, care exclude posibilitatea de fragilitate în procesul de încărcare pe termen lung și asigură rezistență ridicată și rezistență la fluaj la temperaturi de funcționare;
- aliajele trebuie să aibă o rezistență ridicată la căldură, asigurând eliminarea oxidării penetrante în timpul funcționării pe termen lung, la temperaturi de funcționare.
Această creștere a conținutului de hafniu și aliaj de niobiu administranta îmbunătățește rezistența la temperatură ridicată a aliajului, datorită faptului că ambele elemente mult mai refractare decât titan și, prin urmare, crește și mai mult nivelul legăturilor atomice și mobilitatea de difuzie a atomilor este redusă la temperaturi ridicate. În același timp, cele două elemente cresc considerabil rezistența aliajelor de titan împotriva oxidării. Același efect întărește limitele inferioare creșterea conținutului de aluminiu și tungsten până la 6,0% gr..
De asemenea, trebuie remarcat faptul că hafniu, fiind întăritor și niobiu elementul neutru-β izomorfe care ar trebui să îmbunătățească plasticitatea tehnologică a aliajului sub ambele temperaturi normale și ridicate, ceea ce este important pentru aliajele de titan care conțin o cantitate destul de mare de aluminiu.
Niobiu conținut în aliaj superaliaje titan împreună cu zirconiu și tungsten menționat mai sus, permite aliajului de a realiza și de a spori efectul suprimării absorbției hidrogenului (efect împiedicarea fragilizarea hidrogenului) și rezistența la coroziune îmbunătățită comparativ cu aliajul de titan care conține numai zirconiu și hafniu, și contribuie la procesul aliaj ductilitate.
Aliajul poate fi topit în conformitate cu tehnologia convențională pentru aliajele de titan serie prin metoda de retușare triplă în cuptoare cu vid, inclusiv granat.
Pentru verificarea experimentală a tehnicii de topitură triplă compoziție revendicată în vid, cuptor cu arc au fost topite mai multe compoziții de aliaj sub formă de lingouri, care au fost fabricate din libere tijelor forjare ⌀16 mm, care au fost apoi normalizate la 800 ° C timp de 1 oră, urmată de răcire în aer. Din tije au fost fabricate mostre pentru încercări mecanice la temperaturi ambiante și ridicate, precum și pentru a evalua rezistența termică derivatograph temperatură maximă la care s-a observat nici o oxidare de metal (prin creșterea în greutate).
Tabelul 1 prezintă rezultatele testelor de tracțiune, rezistență la impact, rezistență la rupere, rezistenta la fluaj și căldură a compoziției dezvoltate cu nivel de dopaj diferit, inclusiv cel inferior și superior. Pentru comparație, sunt enumerate proprietățile aliajului prototip.
În plus, pe baza compoziției de fază a aliajului, pe baza experienței utilizării acestui tip de aliaje în industrie, se poate aștepta ca aliajul să fie sudabil.
Rezultatele testelor efectuate de aliaje sunt prezentate în tabel.
Se poate observa din tabel că aliajul propus depășește în mod semnificativ aliajele de titan cunoscute în ceea ce privește rezistența la rezistență și rezistența la căldură la temperaturi de până la 800 ° C. În același timp, aliajul asigură un nivel suficient de ridicat de proprietăți plastice și vâscoase, ceea ce determină funcționarea sa fiabilă în structuri încărcate în mare.
Utilizarea soluției tehnice revendicate va permite:
- pentru a reduce caracteristicile de greutate ale unităților de produse, care funcționează la temperaturi de ≥ 800 ° C, cu 1,5-1,8 ori datorită înlocuirii pieselor de înaltă încărcătură din aliajele de nichel rezistent la căldură;
- pentru a spori fiabilitatea produselor titanice la o temperatură de ≥ 800 ° C prin eliminarea procesului de oxidare a metalului prin penetrare;
- optimizarea tehnologiei de fabricație a pieselor și ansamblurilor, inclusiv a celor sudate, datorită posibilității de tratament termic în aer, eliminarea echipamentului termic cu vid și cu atmosferă protectoare.
Astfel, prezenta invenție asigură o greutate caracteristici îmbunătățite datorită înlocuirii pieselor foarte încărcate de rezistente la căldură aliaje de nichel, creșterea rezistenței și rezistență la fluaj fără fragilizare în timpul funcționării la temperaturi ridicate de până la 800 ° C. Mai mult, la punerea în aplicare a prezentei invenții este asigurată o rezistență stabilă de căldură mare și rezistență la oxidare la temperaturi ridicate.
1. rezistentă la căldură și aliaje de titan care conțin aluminiu, zirconiu, wolfram, hafniu, titan, rezistent la căldură, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde suplimentar niobiu în următorul raport,% în greutate.: