Свариваемый титановый сплав

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию сплавов, обладающих высокой свариваемостью и предназначенных для создания штампосварных конструкций. Сплав содержит следующие компоненты, в мас.%: алюминий 2,0-5,2, ванадий 1,2-3,0, железо 0,02-0,28, хром 0,01-0,3, хром 0,01-0,3, никель 0,01-0,3, марганец 0,01-0,3, кремний 0,01-0,2, кислород 0,01-0,2, углерод 0,01-0,2, азот 0,005-0,07, водород 0,003-0,03, титан - остальное, 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию сплавов, обладающих высокой свариваемостью и предназначенных для создания штампосварных конструкций.

Известен сплав на основе титана, содержащий в мас. алюминий -3 6, ванадий 1,5 3, титан остальное. Этот сплав обладает низкими характеристиками механических свойств сварных соединений при -196 и -253^oC, предела прочности сварного соединения при двухосном растяжении σ_вд ударной вязкости металла шва (а_н), вязкости металла шва с исходной трещиной при статическом (а_тс) и динамическом (а_ту) нагружении (Хорев А.И. Механические свойства сплавов титана с изоморфными β -стабилизирующими элементами. МИТОМ, N 5, 1972).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сплав следующего состава, в мас. алюминий 3-7, хром 0,6 1,5, железо 0,3 1,0, молибден 1 3, ванадий 3 6, РХМ 0,01 0,8, титан остальное (авт. св. СССР N 483451, C 22 C 14/00, 1975).

Этот сплав обладает также низкими характеристиками механических свойств сварных соединений при -196 и -253^oC, s_вд а_н, а_ту, а_тс.

Предлагаемый сплав обладает также низкими характеристиками механических свойств сварных соединений.

Техническая задача решается следующим образом. Сплав, содержащий алюминий, железо, хром, ванадий дополнительно лигируют медью, никелем, марганцем, углеродом, кремнием, кислородом, азотом, водородом при следующем соотношении компонентов в мас. алюминий 2 5,2, ванадий 1,2 3, железо 0,02 0,28, медь 0,01 0,3, никель 0,01 0,3, хром 0,01 0,3, марганец 0,01 0,3, кремний 0,01 0,2, кислород 0,01 0,2, углерод 0,01 0,2, азот 0,005 0,07, водород 0,003 0,03, титан остальное.

Комплекснолегированный сплав содержит α стабилизаторы (А1, О₂, С) и группу b -стабилизаторов (V, Cu, Ni, Cr, Mn, Fe, Si) в пределах растворимости в a фазе.

Сочетание алюминия и шести b-стабилизаторов низкой концентрации Cu, Ni, Cr, Mn, Si, Fe обеспечивает однородное распределение легирующих компонентов в a -фазе основного металла, металла шва и зоны термического влияния при сварке, высокие пластические свойства и высокие характеристики трещиностойкости металла шва сварного соединения.

Выплавляли слитки заданного состава (1, 2, 3) в вакуумных дуговых печах методом двойного переплава, затем ковали и прокатывали их на листы толщиной 3 и 11 мм. Сварку осуществляли аргонодуговым методом с присадкой материала того же химического состава.

1. Ti 2, Al-1,2, V 0,02, Fe 0,01, Cu 0,01, Ni 0,01, Cr 0,01, Mn 0,01, Si 0,01, O₂ 0,01, C 0,005, N₂ 0,003H₂.

2. Ti 5,2, Al 3,0, V 0,28, Fe 0,3, Cu 0,3, Ni 0,3, Cr 0,3, Mn 0,2, Si 0,2, O₂ 0,2, C 0,07, N₂ 0,03H₂.

3. Ti 2,6, Al 2,1, V 0,16, Fe 0,15, Cu 0,15, Ni 0,15, Cr - 0,15, Mn 0,1, Si 0,1, O₂ 0,1, C 0,04, N₂ 0,015H₂.

В таблице приведены механические и технологические свойства сплавов.

Предлагаемый сплав по сравнению с известными позволяет повысить прочность при двухосном растяжении на 25% характеристики ударной вязкости и трещиностойкости в 2 раза, что в свою очередь обеспечит снижение массы конструкций летательных аппаратов и повысит их эксплуатационную надежность.

Формула изобретения

Свариваемый титановый сплав, содержащий алюминий, железо, хром, ванадий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь, никель, марганец, углерод, кремний, кислород, азот, водород при следующем соотношении компонентов, мас.

Алюминий 2,0 5,2 Ванадий 1,2 3,0 Железо 0,02 0,28 Хром 0,01 0,3 Медь 0,01 0,3 Никель 0,01 0,3 Марганец 0,01 0,3 Кремний 0,01 0,2 Кислород 0,01 0,2
Углерод 0,01 0,2
Азот 0,005 0,07
Водород 0,003 0,03
Титан Остальноеп

РИСУНКИ

Рисунок 1