ALEACION A BASE DE TITANIO.
Aleación a base de titanio, que contiene aluminio, vanadio, molibdeno,
cromo, hierro, circonio, oxígeno y nitrógeno, que tiene la composición siguiente, en % en peso: Aluminio 4,0 - 6,0 Vanadio 4,5 - 6,0 Molibdeno 4,5 - 6,0 Cromo 2,0 - 3,6 Hierro 0,2 - 0,5 Zirconio 0,1 - menor que 0,7 Oxígeno máx. 0,2 Nitrógeno máx. 0,05 Titanio Resto
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/RU2006/000234.
Solicitante: PUBLIC STOCK COMPANY "VSMPO-AVISMA" CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Federación de Rusia.
Dirección: PARKOVAYA, 1, VERKHNAYA SALDA VERKHNAYA SALDA SVERDLOVSKAYA OBL., 624760 FEDERACION RUSA.
Inventor/es: TETYUKHIN, VLADISLAV VALENTINOVICH, LEVIN,IGOR VASILIEVICH UL. ENGELSA,29-4, PUZAKOV,IGOR JURIEVICH ENGELSA,76-30.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 6 de Mayo de 2006.
Fecha Concesión Europea: 18 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C22C14/00 QUIMICA; METALURGIA. › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS. › C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › Aleaciones basadas en titanio.
Clasificación PCT:
- C22C14/00 C22C […] › Aleaciones basadas en titanio.
- C22F1/18 C22 […] › C22F MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE METALES O ALEACIONES NO FERROSOS (procesos específicos para el tratamiento térmico de aleaciones ferrosas o aceros y dispositivos para el tratamiento térmico de metales o aleaciones C21D). › C22F 1/00 Modificación de la estructura física de metales o aleaciones no ferrosos por tratamiento térmico o por trabajo en caliente o en frío. › Metales de elevado punto de fusión o refractarios o aleaciones basadas en ellos.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.
Descripción:
Campo de la invención
5 La invención se refiere al campo de la metalurgia no ferrosa, es decir a la creación de aleaciones de titanio universales, usadas para la fabricación de la amplia gama de productos, incluidos los forjados a estampa grandes y forjados así como semiproductos de sección fina, tales como barras, placas de hasta 75 mm de espesor, que se usan ampliamente para la fabricación de las diferentes piezas en ingeniería aeronáutica.
10 Estado de la técnica anterior
La aleación a base de titano conocida de la composición siguiente, % en peso:
Aluminio 4,0 -6,3 Vanadio 4,5 -5,9 Molibdeno 4,5 -5,9 Cromo 2,0 -3,6 Hierro 0,2 -0,8 Zirconio 0,01 -0,08 Carbono 0,01 -0,25 Oxígeno 0,03 -0,25 Titanio resto
15 (Ref. de patente nº 2122040, cl. C22C 14/00, 1998)
Esta aleación se caracteriza por una combinación de las pruebas de resistencia y plásticas en las piezas de tamaño grande, de un espesor de hasta 150-200 mm, agua y 20 enfriado al aire. La aleación puede estirarse perfectamente cuando está caliente y soldarse
mediante cualquier tipo de soldadura. No obstante, la elación no tiene suficiente resistencia para la fabricación de las piezas pesadas grandes, con espesor de hasta 200 mm y enfriadas al aire. Lo más cercano en la sustancia técnica y el resultado conseguido por la invención 25 adjunta es la aleación con base de titanio que contiene el siguiente % en peso:
Aluminio 4,0 -6,0 Vanadio 4,5 -6,0 Molibdeno 4,5 -6,0 Cromo 2,0 -3,6 Hierro 0,2 -0,5 Zirconio 0,7 -2,0 Oxígeno máx.0,2 Nitrógeno máx. 0,05 Titanio resto
(Ref. de Patente Nº 2169782, cl. C22C 14/00, emisión del 2001)-técnica anterior. La desventaja de la técnica anterior es la baja plasticidad y tendencia al agrietamiento 5 cuando está fría, lo que afecta a más del 40%, lo que limita su uso en fijadores.
Divulgación de la invención
La tarea que tiene que resolver la presente invención es la creación de la aleación de 10 titanio universal con las características de resistencia y plasticidad requeridas, estructura y producibilidad de la gran gama de productos. El resultado técnico alcanzado al ejecutar la presente invención está en la regulación de la combinación óptima de estabilizantes α y β en la aleación. El resultado especificado se consigue mediante la combinación siguiente en peso en % 15 de los elementos den la aleación a base de titanio, que contiene aluminio, vanadio, molibdeno, cromo, hierro, circonio, oxígeno y nitrógeno,
Aluminio 4,0 -6,0 Vanadio 4,5 -6,0 Molibdeno 4,5 -6,0 Cromo 2,0 -3,6 Hierro 0,2 -0,5 Zirconio 0,1 – menor que 0,7 Oxígeno Máx. 0,2 Nitrógeno Máx. 0,05 Titanio resto
La fase β contribuye principalmente a la elevada resistencia de la aleación debido a la amplia gama de β-estabilizantes (V, Mo, Cr, Fe), su cantidad y efecto sobre el mantenimiento de la fase metaestable durante el transcurso del enfriamiento lento (por ejemplo, en el aire) de secciones grandes de forjados a estampa. Aunque la fase β dirige el procedimiento de endurecimiento en la aleación, la resistencia se puede incrementar únicamente debido a la mayor resistencia de la fase α, cuya fracción general para esta aleación es del 60-70%. Para este fin, la aleación se forma con el α-estabilizante de circonio. El circonio forma una amplia gama de las soluciones sólidas con α-titanio, está relativamente cerca de ello a temperatura de fusión y densidad y aumenta la resistencia a la corrosión.
10 La aleación con circonio en el intervalo de 0,1-menos del 0,7% garantiza la combinación de la resistencia y plasticidad elevadas para forjados grandes y forjados a estampa así como semiproductos de sección fina, tales como barras, placas de un espesor de hasta 75 mm, permite realizar la deformación en caliente y en frío con la relación de recalcado de hasta el 60%.
15 Forma de realización de la invención
Para investigar las propiedades de la aleación aplicada, los lingotes del ensayo se produjeron con el diámetro de 190 mm con la química promedio (los datos se proporcionan en 20 la Tabla 1).
Tabla 1
Aleación Composición química, %p Al Mo V Cr Zr Fe O N Ti 1 5,45 5,3 5,35 3,1 0,65 0,4 0,145 0,006 Resto 2 5,1 5,22 5,1 2,9 0,3 0,41 0,12 0,005 Resto 3 4,9 4,8 5 2,8 0,5 0,3 0,1 0,006 Resto 4 5,3 5,3 5,2 3,1 0,2 0,4 0,12 0,006 Resto 5 Técnica anterior 5,1 4,9 5,3 3,1 1,2 0,35 0,12 0,006 RestoLos lingotes se forjaron en sucesión en campos β-, α+β-, β-, α+β, con la deformación final en el campo α+β dentro del 45-50% para la pieza (tocho) cilíndrica de 40 mm de diámetro.
Los forjados se trataron después con calor:
a) Tratamiento térmico de la solución: Calentar hasta 790ºC, mantenimiento 3 h, enfriamiento con aire. 5 b) Envejecimiento Calentar hasta 560ºC, mantenimiento 8 h, enfriamiento al aire.
Las propiedades mecánicas de los forjados (promedio de los datos en la dirección 10 longitudinal) se dan en la Tabla 2.
Aleación σ02(VTS), MPa σB(UTS), MPa δ(A), % ψ (Ra), %**(Ver fórmula)**
1C, MPa/√m 1 1230 1300 10 21 63 2 1200 1290 15 28 69 3 1110 1190 14 26 71 4 1160 1270 16 32 72 5 Técnica anterior 1255 1350 10,5 27 51,5Como indican los resultados de las pruebas mecánicas de los forjados, la microaleación con circonio en los intervalos reivindicados 0,1-menos del 0,7% en peso en combinación con 15 inactivación permite mantener la resistencia elevada, lo que proporciona una plasticidad fina a
la aleación. Practicabilidad comercial La aleación de titanio aplicada en comparación con las aleaciones conocidas Se puede
usar para la fabricación de la amplia gama de productos de la aplicación crucial, incluidos los forjados de tamaño grande y los forjados a estampa, así como semiprodutos de sección pequeña, tales como barras, placas de un espesor de hasta 75 mm, que se usan ampliamente para piezas aerotécnicas, incluidos fijadores.
Reivindicaciones:
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