BG108742A - Method for processing beta titanium alloys - Google Patents

Method for processing beta titanium alloys Download PDF

Info

Publication number
BG108742A
BG108742A BG108742A BG10874204A BG108742A BG 108742 A BG108742 A BG 108742A BG 108742 A BG108742 A BG 108742A BG 10874204 A BG10874204 A BG 10874204A BG 108742 A BG108742 A BG 108742A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
beta
titanium alloy
aging
direct aging
less
Prior art date
Application number
BG108742A
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
Brian Marquardt
Original Assignee
Ati Properties, Inc.
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 Ati Properties, Inc. filed Critical Ati Properties, Inc.
Publication of BG108742A publication Critical patent/BG108742A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C14/00Alloys based on titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon

Abstract

An embodiment of the present invention comprises processing a beta titanium alloy by a method including the steps of cold working the alloy and then direct ageing the alloy for a total ageing time of less than 4 hours. For the materialization of the method, any beta-titanium alloy, such as the alloy Ti-38644 can be used. The method may include fabricating the alloy into the article of manufacture such as, for example, a bar, or a coil spring. The method may be utilized to produce articles with high tensile strength while retain ductility. The beta titanium alloy may be any beta titanium alloy, for example the alloy, comprising, by weight, 3.0% to 4.0% aluminium, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium, and titanium. The alloy may be hot worked, cold worked to provide 5 to 60% reduction of the area of its cross-section and subjected to direct ageing for a total time of less than 4 h.

Description

2776/04-ГП2776/04-GP

МЕТОД ЗА ОБРАБОТКА НА БЕТА-ТИТАНОВИ СПЛАВИMETHOD FOR TREATMENT OF BETA-TITANIUM ALLOYS

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до метод за обработка на титанови сплави и по-специално на бета-титанови сплави. Методът от настоящото изобретение включва студена обработка на бета-титанова сплав и следващо директно стареене на сплавта в продължение на по-малко от 4 часа.The invention relates to a method for treating titanium alloys, and in particular of beta-titanium alloys. The method of the present invention involves cold treatment of the beta-titanium alloy and subsequent direct aging of the alloy for less than 4 hours.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Уникалните свойства на титановите сплави позволяватThe unique properties of titanium alloys allow

тяхното използване в редица приложения, изискващи висока корозионна устойчивост, голяма якост и малко тегло на материала. По финансови съображения в приложенията, изискващи корозионна устойчивост, често се използват нискоякостни несплавени валцовани титанови изделия. Несплавеният титан може да бъде преработен във вид на съоръжение, което се използва например за химическа обработка, обезсоляване и добив на енергия. Обратно, високоефективните приложения често използват високоякостни титанови сплави по много селективен начин в зависимост от някои конструкционни фактори, включващи изисквания за тегло, якост, пластичност и надеждност. За да бъдат посрещнати изискванията на специализираната им употреба, сплавите, предназначени за приложения с високи експлоатационни качества, обикновено са много стриктно обработени, което води до допълнителни средства в сравнение с употребата титана в корозионна среда. Въпреки това комбинацията от висока якост и твърдост, благоприятна пластичност, ниска плътност и добра корозионна устойчивост, присъщи на различните титанови сплави, полезни при нискодо среднотемпературни съществени икономии приложения, дава възможност за на тегло при конструкции за въздухоплавателната и космическата техника и други високоефективни приложения. Такива икономии на тегло често компенсират повишените цени, свързани с обработката на титановите сплави.their use in a number of applications requiring high corrosion resistance, high strength and low material weight. For financial reasons, low-grade non-alloy rolled titanium products are often used in applications requiring corrosion resistance. Non-alloyed titanium can be converted into a plant used for example for chemical treatment, desalination and energy production. Conversely, high-performance applications often use high-strength titanium alloys in a highly selective manner, depending on some design factors including requirements for weight, strength, ductility, and reliability. In order to meet the requirements of their specialized use, alloys intended for high performance applications are usually very rigorously machined, resulting in additional tools compared to the use of titanium in corrosive environments. However, the combination of high strength and hardness, favorable plasticity, low density and good corrosion resistance inherent in the various titanium alloys useful in low-medium-essential applications save weight in aeronautical and aerospace structures and other high-performance applications. Such weight savings often offset the increased costs associated with processing titanium alloys.

Една титанова сплав може да бъде класифицирана като един от няколкото металургични типове, например алфа, почти алфа, алфа-бета- или бета. Бета-титановите сплави са особено подходящи за конструкции за въздухоплавателната и космическата техника. Горещо обработените бета-титанови сплави могат да бъдат обработени на студено до крайна или почти крайна форма. Процесът на студена обработка придава високи нива на якост и/или благоприятно съотношение пластичност/якост на сплавите. Някои спесификации на материали за въздухоплавателната и космическата техника Aerospace Material Specifications, AMS 4957A и AMS 4958A, определят препоръчителните условия на обработка за бетатитановата сплав Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo (цитирана тук като сплав Ti-3 8-644) за производство на цилиндричен прътов материал или тел за използване главно за винтови пружини за въздухо-плавателната и космическата техника. Обикновено приложенията за пружини за въздухоплавателната и космическата техника изискват висока якост на опън, ниска плътност и корозионна устойчивост. Сплавта Ti-3 8-644 съдържа по отношение на теглото 3.0 до 4.0% алуминий, 7.5 до 8.5% ванадий, 5.5 до 6.5% хром, 3.5 до 4.5% молибден, 3.5 до 4.5% цирконий, максимум 0.14% кислород, максимум 0.05% въглерод, максимум 0.03% азот и останалото титан. AMS 4957В налага някои допълнителни ограничения върху състава на сплавта, включващи максимум 0.30% желязо, максимум 0.10% паладий, максимум 300 ppm водород, максимум 50 ppm итрий и максимум 0.40% общо остатъчни елементи. Съгласно спецификациите AMS сплавта се подлага на стареене чрез загряване до температура в интервала от 850°F до 1050°F (454°С до 566°С) и оставяне при избраната температура ±10°F (6°С) от шест до двадесет часа.A titanium alloy can be classified as one of several metallurgical types, for example alpha, near-alpha, alpha-beta or beta. Beta-titanium alloys are particularly suitable for aeronautical and aerospace structures. Hot-treated beta-titanium alloys can be cold-finished or near-final. The cold treatment process gives high levels of strength and / or a favorable plasticity / strength ratio of the alloys. Some material specifications for Aerospace Material Specifications, AMS 4957A and AMS 4958A, determine the recommended treatment conditions for the Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo betitane alloy (cited herein as Ti-3 8-644) for the manufacture of cylindrical rod material or wire for use principally with helical springs for aeronautical and aerospace engineering. Usually, aerospace applications require high tensile strength, low density and corrosion resistance. The Ti-3 8-644 alloy contains, by weight, 3.0 to 4.0% aluminum, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium, 0.14% oxygen maximum, 0.05% maximum carbon, maximum 0.03% nitrogen and the rest titanium. AMS 4957B imposes some additional restrictions on the composition of the alloy, including a maximum of 0.30% iron, a maximum of 0.10% palladium, a maximum of 300 ppm hydrogen, a maximum of 50 ppm of yttrium, and a maximum of 0.40% total residuals. According to the AMS specifications, the alloy is subjected to aging by heating to a temperature in the range of 850 ° F to 1050 ° F (454 ° C to 566 ° C) and left at the selected temperature ± 10 ° F (6 ° C) for six to twenty hours .

Минималните изисквани якостни свойства на опън, определени съгласно ASTM Е8 или ASTM Е8М - който е подходящ, зависят от номиналния диаметър на крайния цилиндричен прътов материал или тел, но в никакъв случай не трябва да бъдат по-ниски от минимална якост на опън 180 ksi, минимално удължение 8% и минимално намаление на площта (RA) 20%.The minimum tensile strength properties required according to ASTM E8 or ASTM E8M - whichever is appropriate, depend on the nominal diameter of the end cylindrical rod material or wire, but must in no case be less than the minimum tensile strength of 180 ksi, minimum extension 8% and minimum area reduction (RA) 20%.

Независимо дали титановата сплав е алфа, почти алфа, алфа-, бета- или бета-металургичен тип, свойствата й се влияят от химическия състав на сплавта, от приложената топлинна обработка и от други фактори. Означенията на металургичния тип се отнасят до преобладаващата кристална фаза, присъстваща в микроструктурата на сплавта при стайна температура. При стайна температура металният титан има плътна хексагонална кристална структура (hep), означавана като алфа. При повишена температура тази структура може да бъде трансформирана в обемноцентрирана кубична (Ьсс) кристална структура (бета). Температурата, при която се извършва тази трансформация, се означава като температура на бета-прехода. Температурата на бета-прехода за една търговски чиста титанова сплав е около 1625°F (885°С). Някои сплавяващи се елементи, прибавени към чистия титан, спомагат за образуването на едната или другата алфа- и бетакристални структури. Елементи, които благоприятстват алфаструктурата, се наричат алфа-стабилизатори, а елементи, които благоприятстват бета-структурата, се наричат бетастабилизатори. Алуминият например е алфа-стабилизатор и следователно прибавянето на алуминий към титановата сплав повишава температурата на бета-прехода. Хромът, желязото, молибденът и ванадият са бета-стабилизатори и тяхното прибавяне понижава температурата на бета-прехода, стабилизирайки бета-структурата при ниски температури. Относителните количества на алфа- и бета-стабилизаторите в една сплав и приложената върху сплавта топлинна обработка определят дали микроструктурата на сплавта в определен температурен обхват е предимно единична алфа-фаза, единична бета-фаза или смес от алфа- и бета-фази.Whether the titanium alloy is alpha, almost alpha, alpha-, beta- or beta-metallurgical, its properties are influenced by the chemical composition of the alloy, the heat treatment applied, and other factors. The metallurgical type designations refer to the predominant crystalline phase present in the microstructure of the alloy at room temperature. At room temperature, titanium metal has a dense hexagonal crystalline structure (hep) referred to as alpha. At elevated temperature, this structure can be transformed into a bulk-centered cubic (bcc) crystal structure (beta). The temperature at which this transformation takes place is referred to as the beta transition temperature. The beta-transition temperature for one commercially pure titanium alloy is about 1625 ° F (885 ° C). Some alloying elements added to pure titanium contribute to the formation of one or the other alpha and beta crystalline structures. Elements that favor alpha-structure are called alpha-stabilizers, and elements that favor beta-structure are called beta-stabilizers. For example, aluminum is an alpha stabilizer and, therefore, the addition of aluminum to the titanium alloy increases the beta transition temperature. Chromium, iron, molybdenum and vanadium are beta stabilizers and their addition lowers the beta transition temperature, stabilizing the beta structure at low temperatures. The relative amounts of alpha- and beta-stabilizers in an alloy and the heat treatment applied to the alloy determine whether the microstructure of the alloy in a given temperature range is preferably a single alpha phase, a single beta phase or a mixture of alpha and beta phases.

Свойствата на титановата сплав са свързани с микроструктурата й. Двуфазните алфа-бета-сплави обикновено показват по-голяма якост на опън в сравнение с еднофазните алфа-сплави или еднофазните бета-сплави. Също така алфабета-сплавите могат да бъдат допълнително заякчени чрез гореща обработка, тъй като микроструктурата им може да бъде изменена чрез регулиране на циклите на загряване, бързо охлаждане и стареене.The properties of a titanium alloy are related to its microstructure. Two-phase alpha-beta alloys generally exhibit a higher tensile strength than single-phase alpha alloys or single-phase beta alloys. Also alphabet alloys can be further hardened by hot work, as their microstructure can be altered by adjusting the cycles of heating, rapid cooling and aging.

Много бета-титанови сплави са сплавени с повече от един бета-стабилизатор. С достатъчно количество бетастабилизатор и подходящо регулиране на топлинната обработка и охлаждането бета-фазата може да бъде запазена при сравнително ниски температури - под нормалната температура на бета-прехода на сплавта. Например бетафазата може да бъде съхранена в титановата сплав чрез бързо охлаждане от температури, по-високи и равни на температурата на прехода, например чрез бързо охлаждане. Титановата сплав обаче трябва да съдържа достатъчни количества бета-стабилизатори, за да се предотврати превръщането на бета-фазата в алфа-фаза чрез мартензитова трансформация. Титановите сплави, съдържащи бетастабилизатори в количества, достатъчни да понижат температурата на мартензитова трансформация на сплавта до температура под стайната, но недостатъчни да понижат бетапрехода до температура под стайната, са известни като метастабилни бета-титанови сплави. Метастабилните бетатитанови сплави могат да запазват най-малкото част от бетаструктурата си след топлинна обработка и охлаждане до стайна температура. Както се използват тук, цитиранията на бета-титанова сплав се отнасят до метастабилна бета-титанова сплав, както е описана по-горе.Many beta-titanium alloys are fused with more than one beta-stabilizer. With a sufficient amount of beta-stabilizer and proper regulation of heat treatment and cooling, the beta-phase can be maintained at relatively low temperatures below the normal beta-transition temperature of the alloy. For example, the beta-phase can be stored in a titanium alloy by rapid cooling from temperatures higher than and equal to the transition temperature, for example by rapid cooling. However, the titanium alloy must contain sufficient amounts of beta-stabilizers to prevent the conversion of the beta-phase to the alpha-phase by martensitic transformation. Titanium alloys containing beta-stabilizers in amounts sufficient to lower the martensitic transformation temperature of the alloy to below room temperature but not sufficient to reduce the beta transition to below room temperature are known as metastable beta-titanium alloys. Metastable betatitane alloys can retain at least a portion of their beta-structure after heat treatment and cooling to room temperature. As used herein, citations of a beta-titanium alloy refer to a metastable beta-titanium alloy as described above.

Освен това, ако не е посочено друго, всичките цифри, изразяващи количества на ингредиенти, време, температури и т.н., използвани в настоящятя спецификация и претенциите, трябва да се тълкуват във всички случаи като модифицируеми благодарение на термина около. Съответно, ако не е цитирано обратното, числените параметри в настоящата спецификация и в претенциите са дадени с приблизителни стойности, които могат да варират в зависимост от желаните свойства, предвидени с настоящото изобретение. Най-малкото и не като опит да се ограничи принципа на еквивалентите до обхвата на претенциите, всеки числен параметър трябва да бъде тълкуван в светлината на множеството докладвани значими числа и чрез прилагане на ординерните методи на закръгляване.In addition, unless otherwise indicated, all figures expressing the amounts of ingredients, time, temperatures, etc. used in this specification and claims should in any case be construed as modifiable by the term around. Accordingly, unless otherwise stated, the numerical parameters in the present specification and in the claims are given with approximate values which may vary depending on the desired properties contemplated by the present invention. At the very least, and not as an attempt to limit the principle of equivalents to the scope of the claims, each numerical parameter must be interpreted in the light of the many significant figures reported and by the application of ordinary rounding methods.

Въпреки че редиците числа и параметри, очертаващи широкия обхват на изобретението, са приблизителни, дадените в отделните примери числени стойности са посочени колкото се може по-прецизно. Всяка числена стойност обаче може да включва в себе си някои грешки, получени неизбежно от стандартното отклонение, което се улавя в съответните опитни измервания.Although the rows of numbers and parameters outlining the broad scope of the invention are approximate, the numerical values given in the individual examples are given as precisely as possible. However, any numerical value may include some errors that are inevitably obtained from the standard deviation captured in the respective test measurements.

Едно изпълнение на настоящото изобретение включва обработка на бета-титанова сплав по метод, включващ етапи на студена обработка на сплавта и след това директно стареене на сплавта за общо време на стареене по-малко от 4 часа. Бета-титановата сплав може да бъде например сплавта Ti-38-644. Методът може да включва преработка на сплавта в изделие, например прът, тел или винтова пружина.One embodiment of the present invention involves treating a beta-titanium alloy by a method comprising the steps of cold treatment of the alloy and then direct aging of the alloy for a total aging time of less than 4 hours. The beta-titanium alloy may be, for example, the Ti-38-644 alloy. The method may involve processing the alloy into an article, for example a rod, wire or screw spring.

Друго изпълнение на настоящото изобретение е метод за изработване на пружина или друго промишлено изделие от бета-титанова сплав. Бета-титановата сплав може да бъде например сплав, съдържаща в тегловни проценти 3.0% до 4.0% алуминий, 7.5 до 8.5% ванадий, 5.5 до 6.5% хром, 3.5 до 4.5% молибден, 3.5 до 4.5% цирконий и титан. Сплавта е горещо обработена, студено обработена до постигане на 5% до 60% редукция на площта на напречното сечение и е подложена на директно стареене за по-малко от 4 часа. Както се използва тук, терминът студена обработка се дефинира като различни методи на обработка, провеждани приAnother embodiment of the present invention is a method of manufacturing a spring or other industrial article of beta-titanium alloy. The beta-titanium alloy may be, for example, an alloy containing by weight 3.0% to 4.0% aluminum, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium and titanium. The alloy is hot-worked, cold-worked to achieve a 5% to 60% reduction in cross-sectional area and subjected to direct aging in less than 4 hours. As used herein, the term cold treatment is defined as various processing methods performed in

ΊΊ

температура, по-ниска от температурата на ефективно стареене на сплавта. Студената обработка на титановата сплав следователно може да бъде извършена при температури под температурата на бета-прехода на сплавта. Студената обработка перманентно деформира обработвания детайл, който не се връща към изходната си форма при отстраняване на натоварването, предизвикващо деформацията. Степента на студена обработка обикновено се определя от процентното намаление на площта на напречното сечение на обработвания детайл. Следователно 5% редукция на площта на напречното сечение, получена при студената обработка се отнася до намаление на площта на напречното сечение на обработвания детайл след студената обработка с 5%. В изпълненията на настоящото изобретение може да бъде използван всеки един метод на студена обработка. Приложимите методи на студена обработка включват, но без да се ограничават до тях, пресоване, изтегляне, изтегляне на тел, изтегляне на тръба, дълбоко изтегляне, валцоване, профилиране, екструдиране, студено формоване, пресоване на прътов материал през дюза, щанцоване, коване, методи на обтягане, изтегляне на проводник и изтегляне на струг.a temperature lower than the effective aging temperature of the alloy. Cold treatment of the titanium alloy can therefore be carried out at temperatures below the beta-transition temperature of the alloy. Cold working permanently deforms the workpiece, which does not return to its original shape when the load causing the deformation is removed. The degree of cold working is usually determined by the percentage reduction in cross-sectional area of the workpiece. Therefore, a 5% reduction in cross-sectional area obtained by cold machining refers to a 5% reduction in the cross-sectional area of the workpiece after cold machining. Any cold-processing method may be used in embodiments of the present invention. Applicable cold treatment methods include, but are not limited to, compression, drawing, wire drawing, pipe drawing, deep drawing, rolling, profiling, extrusion, cold forming, pressing rod material through a nozzle, punching, forging, methods of tightening, wire drawing and lathe drawing.

Студената обработка може да бъде използвана за подобряване на механичните свойства на една сплав, в това число твърдост, граница на провлачане и якост на опън. По време на студената обработка обаче може да се понижи пластичността. Пластичността е мярка за способността на материала да се деформира, без да се скъса. Удължението или RA при изпитването на опън обикновено се използва като мярка за пластичността на материала. Методът от настоящото изобретение може да бъде използван за повишаване якостта на бета-титанови сплави при запазване на добра пластичност и значително повишаване на устойчивостта на стареене на сплавта.Cold machining can be used to improve the mechanical properties of an alloy, including hardness, yield strength and tensile strength. However, plasticity can be reduced during cold treatment. Plasticity is a measure of the ability of a material to deform without breaking. Extension or RA in tensile testing is usually used as a measure of the plasticity of the material. The method of the present invention can be used to increase the strength of beta-titanium alloys while maintaining good ductility and significantly increasing the aging resistance of the alloy.

Получена е бета-титанова сплав и е обработена по метода от настоящото изобретение. След това свойствата й са сравнени със същата по състав сплав, обработена като е използван конвенционален метод, включващ етапи на студена обработка и гореща обработка. Това изпитване е описано подробно по-долу.A beta-titanium alloy was obtained and treated by the method of the present invention. Its properties were then compared to the same composition of the alloy treated using a conventional method including cold working and hot working steps. This test is described in detail below.

Получена е стопилка от Ti 38-644 сплав и е излята под формата на слитък. Сплавта има приблизителния състав в тегловни проценти, показан на Таблица 1. Първият слитък е горещо валцован при температура не по-висока от 1750°F, отгрят е и е охладен на въздуха.A melt of Ti 38-644 alloy was obtained and cast in the form of an ingot. The alloy has an approximate composition by weight as shown in Table 1. The first ingot is hot-rolled at a temperature not higher than 1750 ° F, annealed and cooled in air.

Ti You А1 A1 V V Сг Cg Zr Zr Мо Mo. 0 0 Fe Fe С P N N Бал. Ball. 3.42 3.42 7.84 7.84 5.95 5.95 3.98 3.98 4.15 4.15 0.08 0.08 0.13 0.13 0.01 0.01 0.006 0.006

Таблица 1: Състав на първия слитъкTable 1: Composition of the first ingot

Една част от горещо валцования, отгрят (откален) и въздушно охладен слитък е обработена по метода от настоящото изобретение. Друга част от горещо валцования, отгрят и въздушно охладен слитък е обработена по конвенционалния начин, за да бъдат сравнени методите. Частта, обработена по конвенционалния начин, е обработена на горещо, след това е закалена и впоследствие е подложена на стареене. Параметрите на горещата обработка са променяни, за да се въздейства върху механичните свойства. Както е известно в практиката, закаляването е етап на гореща обработка, при който сплавта се загрява до подходяща температура и се държи при тази температура за период от време, достатъчен да накара един или повече от сътавните компоненти на сплавта да премине в твърд разтвор. След това сплавта се охлажда бързо, така че тези един или повече компоненти да бъдат задържани в разтвора. Закаляване на една сплав обикновено се прави, за да се повиши пластичността й при дадена якост.One portion of the hot-rolled, annealed and air-cooled ingot is machined according to the method of the present invention. Another portion of the hot-rolled, annealed and air-cooled ingot was conventionally treated to compare the methods. The conventional part of the workpiece is hot-worked, then hardened and subsequently aged. The parameters of the hot processing have been modified to affect the mechanical properties. As is known in the art, quenching is a hot working step in which the alloy is heated to a suitable temperature and kept at that temperature for a period sufficient to cause one or more of the alloy components to pass into a solid solution. The alloy is then cooled rapidly so that one or more components are retained in the solution. Hardening of an alloy is usually done to increase its ductility at a given strength.

Няколко варианта на метода на конвенционална гореща обработка са сравнени с метода от настоящото изобретение. Таблица 2 съдържа резултатите от изпитването на опън при стайна температура на сплавта от Таблица 1, обработена по конвенционален метод на гореща обработка при различни условия. Всичките свойства на опън, дадени в Таблица 2, са определени съгласно ASTM Е 8. Изпитването на опън е използвано за определяне на граничната якост на опън (UTS), 0.2% граница на провлачане, удължение и RA на опитните детайли. RA и удължението са мярка за пластичността на изпитваните детайли. Удължението е мярка за разтеглянето на опитния детайл, когато е подложен на натоварване. При изпитването на опън удължението е увеличение на еталонната дължина, измерена след скъсване на образец с еталонна дължина, изразено обикновено в проценти от началната еталонна дължина, маркирана върху опитния образец.Several variants of the conventional hot-work method are compared with the method of the present invention. Table 2 contains the results of the tensile test at room temperature of the alloy of Table 1, processed by the conventional hot-work method under different conditions. All tensile properties given in Table 2 are determined according to ASTM E 8. The tensile test was used to determine the ultimate tensile strength (UTS), 0.2% yield strength, elongation and RA of the test pieces. RA and extension are a measure of the plasticity of the parts tested. Extension is a measure of stretching the test piece when subjected to loading. In the tensile test, the extension is an increase in the reference length, measured after breaking of a reference length sample, usually expressed as a percentage of the initial reference length marked on the test specimen.

Закаляване темпер. & време при темпер. Tempering now. & time at now. Охлаждане след закаляване Quenching after quenching Температура и време на стареене Temperature and time of aging Охлаждане след стареене Post-aging cooling UTS (ksi) UTS (ksi) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (ksi) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) Модул The module както е like it is както е like it is както е like it is както е like it is 128 128 126 126 30 30 67 67 12.5 12.5 валцован rolled валцован rolled валцован rolled валцован rolled

1400°F/l ч 1400 ° F / l h гасене във вода extinguishing in water не no не no 130 130 128 128 24 24 61 61 12.8 12.8 1400°F/l ч 1400 ° F / l h гасене във вода extinguishing in water 900°F/8 ч 90 ° F / 8 h въздушно охлаждане air cooling 148 148 138 138 17 17 47 47 13.8 13.8 1400°F/20’ 1400 ° F / 20 ' въздушно охлаждане air cooling 900°F/8 ч 90 ° F / 8 h въздушно охлаждане air cooling 174 174 160 160 17 17 37 37 14.1 14.1 1400°F/ 20 мин 1400 ° F / 20 min въздушно охлаждане air cooling 900°F/l6 ч 900 ° F / l6 h въздушно охлаждане air cooling 193* 193 * 180 180 5* 5 * 3* 3 * 14.9 14.9 1400°F/ 20 мин 1400 ° F / 20 min въздушно охлаждане air cooling 900°F/24 ч 90 ° F / 24 h въздушно охлаждане air cooling 193* 193 * 179 179 5* 5 * 4* 4 * 14.8 14.8 1400°F/ 20 мин 1400 ° F / 20 min въздушно охлаждане air cooling 950°F/8 ч 950 ° F / 8 h въздушно охлаждане air cooling 167 167 155 155 20 20 46 46 13.8 13.8 1400°F/ 20 мин 1400 ° F / 20 min въздушно охлаждане air cooling 950°F/16 ч 950 ° F / 16 h въздушно охлаждане air cooling 184 184 170 170 18 18 43 43 14.9 14.9 1400°F/ 20 мин 1400 ° F / 20 min въздушно охлаждане air cooling 950°F/24 ч 950 ° F / 24 h въздушно охлаждане air cooling 186 186 174 174 14 14 35 35 14.8 14.8

* = скъсва се близо до марката* = breaks close to the mark

Таблица 2: Свойства на Ti-3 8-644 сплав, обработена по конвенционален пътTable 2: Properties of Ti-3 8-644 alloy treated by conventional route

Опитните детайли, описани в Таблица 2, са горещо валцовани от заготовки с диаметър 4 инча до пръти с диаметър 0.569 инча и са закалени преди да бъдат подложени на стареене. Данните в Таблица 2 показват ясно, че за постигане на голяма якост - по-голяма от 180 ksi, на сплавта са необходими продължителни времена на стареене - повече от 8 часа. И при двата тествани метода на закаляване (1400°F (760°С) в продължение на 1 час и 1400°F (760°С) в продължение на 20 минути) конвенционалният метод изисква повече от 8 часа стареене, за да се постигне минималната якост на опън за прът и тел от Ti-38-644, специфицирани в AMS 4957А и AMS 4958В. Според изискванията на AMSThe test pieces described in Table 2 are hot-rolled from 4-inch-diameter blanks to 0.569-inch-diameter bars and hardened before being aged. The data in Table 2 clearly show that to achieve high strength - greater than 180 ksi, alloys require long aging times - more than 8 hours. For both tested quenching methods (1400 ° F (760 ° C) for 1 hour and 1400 ° F (760 ° C) for 20 minutes), the conventional method requires more than 8 hours of aging to achieve the minimum the tensile strength of the rod and wire of Ti-38-644 specified in AMS 4957A and AMS 4958B. According to AMS requirements

4958А след горещото валцоване и закаляване бета-титановата сплав трябва да бъде студено обработена до 5% редукция на площта на напречното сечение. AMS 4958А изисква също така сплавта да бъде подложена на температурите на стареене наймалко 12 часа. Освен това, при закаляване и стареене при повишени температури върху повърхността на сплавта може да се образува оксиден слой. AMS 4958А изисква етап на байцване с киселина за отстраняване на този слой.4958A after hot rolling and tempering, the beta-titanium alloy must be cold-treated to a 5% reduction in cross-sectional area. AMS 4958A also requires that the alloy be subjected to aging at least 12 hours. In addition, an oxide layer may form on the surface of the alloy when quenching and aging at elevated temperatures. AMS 4958A requires an acid staining step to remove this layer.

Описание на изпълненията на изобретениетоDescription of embodiments of the invention

Времето на стареене на една сплав може да бъде определено и изразено чрез различни критерии. Например, продължителността на процеса стареене може да бъде дефинирана като времето, през което сплавта е изложена на температурата на стареене в пещ, или като общото време, през което повърхността или вътрешността на сплавта е поддържана в температурния интервал на стареене. Ако не е отбелязано друго, всичките времена на стареене, дадени тук за изпълненията на настоящото изобретение, са общите времена, ©през които сплавта е изложена на условията на околната среда при приблизително желаната температура на стареене. Стареенето на опитния детайл, описано в примерите, е проведено в лабораторна пещ. По-ефикасни начини на загряване на сплавта, например в конвекционна пещ, могат да осигурят по-бърз пренос на топлина до сплавта и по-този начин да намалят минималното време на стареене, необходимо да придаде желаните свойства на сплавта. Методът от настоящото изобретение не се ограничава до описаните тук изпълнения, в това число до използваното за стареенето на специфично съоръжение, а включва и редица други изпълнения. Оттук следва, че представените тук изпълнения на настоящото изобретение са само примери на изобретението и не ограничават неговия обхват.The aging time of an alloy can be determined and expressed by different criteria. For example, the duration of the aging process may be defined as the time during which the alloy is exposed to the aging temperature in the furnace, or as the total time during which the surface or interior of the alloy is maintained in the aging temperature range. Unless otherwise noted, all aging times given herein for embodiments of the present invention are the total times © during which the alloy is exposed to environmental conditions at approximately the desired aging temperature. The aging of the test piece described in the examples was carried out in a laboratory oven. More efficient ways of heating the alloy, for example in a convection oven, can provide faster heat transfer to the alloy and thus reduce the minimum aging time required to give the desired properties of the alloy. The method of the present invention is not limited to the embodiments described herein, including the specific facility used for aging, but also includes a number of other embodiments. Accordingly, embodiments of the present invention presented herein are merely examples of the invention and do not limit its scope.

Едно изпълнение на метода от настоящото изобретение включва дирекно стареене на бета-титанова сплав в продължение на по-малко от 4 часа след етап на студена обработка. Преди студената обработка бета-титановата сплав може да не бъде обработвана. След горещата преработка и преди студената обработка сплавта също може да бъде отгрята. Предпочитаната температура на отгряване на бетатитановите сплави е 1425°F (774°С). Показано е, че якостта и пластичността са почти еднакви при опитните детайли, които са отгрети, и при опитните детайли, които не са отгрети преди студената обработка и стареенето по метода от настоящото изобретение.One embodiment of the method of the present invention involves direct aging of the beta-titanium alloy for less than 4 hours after the cold treatment step. The beta-titanium alloy may not be treated before the cold treatment. After hot processing and before cold treatment, the alloy can also be annealed. The preferred annealing temperature of betatitane alloys is 1425 ° F (774 ° C). The strength and ductility have been shown to be almost identical in the experimental parts that were heated and in the experimental parts that were not heated before the cold treatment and aging according to the method of the present invention.

Особеностите и предимствата на изпълненията на настоящото изобретение могат да бъдат по-добре разбрани от съпътстващите фигури, в които:The features and advantages of embodiments of the present invention can be better understood by the accompanying figures in which:

Фиг. 1 е графика, изобразяваща ефекта на времето на стареене върху граничната якост на опън (UTS), 0.2% граница на провлачане, удължението и намалението на площга (RA) на сплав Ti-38-644, подложена на студена обработка до 13% или 15% редукция на площта на напречното сечение и на стареене при 950°F (510°С);FIG. 1 is a graph depicting the effect of aging time on the ultimate tensile strength (UTS), 0.2% yield, extension and reduction area (RA) of Ti-38-644 alloy subjected to cold treatment up to 13% or 15 % reduction in cross-sectional area and aging at 950 ° F (510 ° C);

Фиг. 2 е графика, изобразяваща ефекта на времето на стареене и температура на стареене върху UTS на сплав Ti38-644, подложена на студена обработка до 13% или 15% редукция на площта на напречното сечение и на стареене при 950°F (510°С), 1000°F (538°С) и 1050°F (566°С); иFIG. 2 is a graph depicting the effect of aging time and aging temperature on the UTS of Ti38-644 alloy subjected to cold treatment up to 13% or 15% reduction in cross-sectional area and aging at 950 ° F (510 ° C) , 1000 ° F (538 ° C) and 1050 ° F (566 ° C); and

Фиг. 3 е графика, изобразяваща ефекта на времето на стареене и температура на стареене върху RA на сплав Ti-38644 сплав, подложена на студена обработка до 13% или 15% редукция на площта на напречното сечение и на стареене при 950°F (510°С), 1000°F (538°С) или 1050°F (566°С).FIG. 3 is a graph depicting the effect of aging time and aging temperature on the RA of an Ti-38644 alloy subjected to cold treatment up to 13% or 15% reduction in cross-sectional area and aging at 950 ° F (510 ° C) ), 1000 ° F (538 ° C) or 1050 ° F (566 ° C).

Опитни детайли от сплавта от Таблица 1 са обработени съгласно метода от настоящото изобретение. Очевидно е, че методът от настоящото изобретение е приложим и към други композиции сплави и не се ограничава до прилагане на описания тук метод. Чрез използване на настоящото изобретение може да бъде получена относително високоякостна бета-титанова сплав за сравнително къс период от време при запазване на пластичността й. Изпълненията на настоящото изобретение са описани в Таблици 3-9. Във всеки един случай опитните детайли след етап на студена обработка са подложени на директно стареене за време на стареене помалко от 4 часа. Дирекното стареене на сплавта включва стареене на сплавта след обработка без междинен етап на топлинна обработка, например като закаляване. Директното стареене не изключва провеждането на други етапи на обработка след студената обработка на сплавта и преди стареенето й. Тези процеси могат да бъдат например механични процеси като шевинговане или химични процеси като байцване. В таблиците са описани етапите на използвания метод и механичните свойства на обработените образци сплав, получени при изпитването на опън при стайна температура.Test pieces of the alloy of Table 1 were machined according to the method of the present invention. It is apparent that the method of the present invention is applicable to other alloy compositions and is not limited to the application of the method described herein. By using the present invention, a relatively high-strength beta-titanium alloy can be obtained over a relatively short period of time while maintaining its plasticity. Embodiments of the present invention are described in Tables 3-9. In each case, the workpieces after the cold processing step are subjected to direct aging for less than 4 hours during aging. Direct aging of the alloy involves the aging of the alloy after treatment without an intermediate heat treatment step, such as hardening. Direct aging does not preclude other processing steps after the cold processing of the alloy and before aging. These processes may be, for example, mechanical processes such as chewing or chemical processes such as staining. The tables describe the steps of the method used and the mechanical properties of the treated alloy samples obtained during the tensile test at room temperature.

Таблици 3-9 описват изпълнения на метода от настоящото изобретение, приложени към бета-титанова сплав, която има състава, даден в Таблица 1. Степента на студената обработка може да бъде произволна, като в едно изпълнение на метода от настоящото изобретение бета-титановата сплав е студено обработена за предпочитане от най-малко 5% редукция на площта на напречното сечение до 60% редукция на площта на напречното сечение. Дори повече се предпочита студената обработка на бета-титановата сплав да обхваща помалко от 35% редукция на площта на напречното сечение. Повече предпочитано изпълнение на метода от настоящото изобретение включва студена обработка на бета-титановата сплав до редукция между 15% и 35%. По отношение на Таблица 3 опитните детайли са горещо валцовани, студено изтеглени до постигане на 8% редукция на площта на напречното сечение и след това са подложени на директно стареене при температурите и времената, показани в таблиците. Преди студеното изтегляне опитните детайли, описани в Таблица 3, са също така отгрети и безцентрово шлифовани. Изпълненията, дадени в Таблица 3, показват висока якост (UTS над 170 ksi) и запазване на пластичността (повече от 8% удължение и намаление на площта по-голямо от 20%) при по-малко от 4 часа директно стареене. В описаните изпълнения се постигат стойности за UTS по-големи от 180 ksi и равни на 199 ksi. Най-високите стойности за UTS се постигат при температура на стареене 950°F (510°С), при която за общо време на стареене само 166 минути се достигат стойности за UTS от 199 ksi. Най-голямата пластичност, определена по относителното удължение и RA, се постига при по-високата температура на стареене 1050°F (566°С).Tables 3-9 describe embodiments of the method of the present invention appended to a beta-titanium alloy having the composition given in Table 1. The degree of cold treatment can be arbitrary, in one embodiment of the method of the present invention the beta-titanium alloy is preferably cold-treated, from at least a 5% reduction in cross-sectional area to a 60% reduction in cross-sectional area. Even more, it is preferable that the cold treatment of the beta-titanium alloy comprises less than a 35% reduction in cross-sectional area. A more preferred embodiment of the method of the present invention involves cold treatment of the beta-titanium alloy to a reduction of between 15% and 35%. With respect to Table 3, the test pieces are hot-rolled, cold-drawn to achieve an 8% reduction in cross-sectional area and then subjected to direct aging at the temperatures and times shown in the tables. Prior to the cold withdrawal, the test pieces described in Table 3 are also annealed and centrally sanded. The embodiments given in Table 3 show high strength (UTS above 170 ksi) and retention of plasticity (more than 8% elongation and area reduction greater than 20%) with less than 4 hours of direct aging. In the embodiments described, UTS values greater than 180 ksi and equal to 199 ksi are achieved. The highest UTS values are achieved at an aging temperature of 950 ° F (510 ° C), where a total aging time of only 166 minutes achieves a 199 ksi UTS value. The highest ductility, determined by relative elongation and RA, is achieved at a higher aging temperature of 1050 ° F (566 ° C).

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) UTS (MPa) UTS (MPa) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (MPa) 0.2% YS (MPa) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) Модул The module - - 0 0 140.5 140.5 969 969 132.5 132.5 913 913 19 19 61 61 12.0 12.0

950 [510] 950 [510] 166 166 199.0 199.0 1372 1372 182.2 182.2 1256 1256 14 14 41 41 14.4 14.4 950 [510] 950 [510] 170 170 197.5 197.5 1362 1362 180.6 180.6 1245 1245 14 14 35 35 13.4 13.4 1000(538] 1000 (538) 125 125 186.7 186.7 1287 1287 168.7 168.7 1163 1163 18 18 42 42 14.2 14.2 1000(538] 1000 (538) 200 200 186.0 186.0 1282 1282 167.5 167.5 1155 1155 18 18 41 41 14.9 14.9 1050(565] 1050 (565) 133 133 175.1 175.1 1207 1207 156.9 156.9 1082 1082 20 20 49 49 14.4 14.4 1050(565] 1050 (565) 182 182 172.8 172.8 1191 1191 155.3 155.3 1071 1071 21 21 52 52 14.5 14.5

Таблица 3: Резултати от изпитване на опън за изпълнения на настоящото изобретение при студена обработка с 8% редукция на площта на напречното сечениеTable 3: Tensile test results for embodiments of the present invention with cold treatment with 8% cross-sectional area reduction

Таблица 4 описва изпълненията на настоящото изобретение, при които опитните детайли са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 13% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене. След валцоването в горещо състояние и преди студеното изтегляне изпълненията, описани в Таблица 4, са допълнително отгрети и безцентрово шлифовани. Изпълненията на метода от настоящото изобретение в Таблица 4 показват значително нарастване на якостта само след 20 минути от общото време на стареене. Допълнителното стареене при температури на стареене 950°F (510°С) и 1000°F (538°С) води до нарастване на якостта до стойност, по-голяма от заложената в спецификациите AMS 4958А и 4957В. Опитните детайли, старели при 1050°F (565°С), обаче не добиват якост, така висока като тази на опитните детайли, старели при по-ниски температура на стареене. Опитните детайли, старели при 1050°F (565°С), запазват по-голяма степен на пластичност, определена от удължението и намалението на площта.Table 4 describes embodiments of the present invention in which the test pieces are hot-rolled, cold drawn to 13% cross-sectional area reduction, and subjected to direct aging. After hot-rolling and before cold-drawing, the embodiments described in Table 4 are further annealed and centrally sanded. The embodiments of the method of the present invention in Table 4 show a significant increase in strength only after 20 minutes of the total aging time. Additional aging at aging temperatures of 950 ° F (510 ° C) and 1000 ° F (538 ° C) leads to an increase in strength to a value greater than that specified in the AMS 4958A and 4957B specifications. However, the test pieces aged at 1050 ° F (565 ° C) do not gain strength as high as the test pieces aged at a lower aging temperature. The test pieces aged at 1050 ° F (565 ° C) retain a greater degree of plasticity, determined by the extension and reduction of the area.

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) UTS (MPa) UTS (MPa) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (xi) 0.2% YS (MPa) 0.2% YS (MPa) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) Модул The module както са изтеглени as downloaded както са изтеглени as downloaded 145.3 145.3 1002 1002 137.5 137.5 948 948 17 17 55 55 11.0 11.0 950 [510] 950 [510] 20 20 172.8 172.8 1191 1191 163.1 163.1 1124 1124 21 21 50 50 13.7 13.7 950 [510] 950 [510] 166 166 203.5 203.5 1403 1403 187.1 187.1 1290 1290 14 14 32 32 15.0 15.0 950 [510] 950 [510] 170 170 202.9 202.9 1399 1399 185.8 185.8 1281 1281 15 15 36 36 15.1 15.1 1000[538] 1000 [538] 20 20 168.7 168.7 1163 1163 156.8 156.8 1081 1081 24 24 51 51 14.4 14.4 1000[538] 1000 [538] 125 125 189.9 189.9 1309 1309 172.1 172.1 1186 1186 18 18 44 44 14.7 14.7 1000[538] 1000 [538] 200 200 189.8 189.8 1308 1308 173.3 173.3 1195 1195 16 16 41 41 15.0 15.0 1050[565] 1050 [565] 20 20 164.4 164.4 1133 1133 151.3 151.3 1043 1043 26 26 51 51 14.4 14.4 1050[565] 1050 [565] 133 133 178.7 178.7 1232 1232 161.7 161.7 1115 1115 20 20 47 47 14.4 14.4 1050[565] 1050 [565] 182 182 176.6 176.6 1217 1217 159.3 159.3 1098 1098 20 20 52 52 14.0 14.0

Таблица 4: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение при 13% редукция на площта на напречното сечение от студена обработкаTable 4: Tensile test results for embodiments of the present invention with a 13% reduction in cross-sectional area from cold treatment

Таблица 5 описва изпълнения на настоящото изобретение, при които опитните детайли са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 13% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене по начин, подобен на този от изпълненията, показани в Таблица 4. Опитните детайли, описани в Таблица 5, обаче не са отгрети и шлифовани преди студеното изтегляне. Въпреки това, изпълненията от изобретението, описани в Таблица 5, дават опитни детайли, които показват висока якост и пластичност. Изпълненията от Таблица 5 дават много висока якост (UTS над 190 ksi) на бета-титановата сплав при стареене по-кратко от 69 до 72 минути. Резултатите показват, че в изпълненията на настоящото изобретение етапът на отгряване може да бъде изключен без това да окаже значителен ефект върху механичните свойства, когато изобретението се прилага към бета-титановата сплав от Таблица 1.Table 5 describes embodiments of the present invention in which the test pieces are hot-rolled, cold drawn up to a 13% cross-sectional area reduction, and subjected to direct aging in a manner similar to that of the embodiments shown in Table 4. however, the details described in Table 5 were not warmed and sanded prior to the cold withdrawal. However, the embodiments of the invention described in Table 5 give experienced details that show high strength and ductility. The embodiments of Table 5 give a very high strength (UTS above 190 ksi) of the beta-titanium alloy at aging less than 69 to 72 minutes. The results show that in the embodiments of the present invention, the annealing step can be excluded without having a significant effect on the mechanical properties when the invention is applied to the beta-titanium alloy of Table 1.

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) UTS (MPa) UTS (MPa) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (xi) 0.2% YS (MPa) 0.2% YS (MPa) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) Модул The module както е изтеглен as downloaded както е изтеглен as downloaded 147.2 147.2 1045 1045 141.0 141.0 972 972 18 18 67 67 12.4 12.4 950 [510] 950 [510] 69 69 199.3 199.3 1374 1374 181.0 181.0 1248 1248 18 18 37 37 14.6 14.6 950 [510] 950 [510] 94 94 199.7 199.7 1377 1377 181.7 181.7 1253 1253 17 17 42 42 15.1 15.1 1000[538] 1000 [538] 72 72 194.7 194.7 1342 1342 176.8 176.8 1219 1219 20 20 43 43 14.5 14.5 1000[538] 1000 [538] 89 89 190.2 190.2 1311 1311 173.3 173.3 1195 1195 20 20 37 37 14.6 14.6 1000[538] 1000 [538] 125 125 190.8 190.8 1315 1315 172.8 172.8 1191 1191 16 16 45 45 14.5 14.5 1000[538] 1000 [538] 200 200 191.8 191.8 1322 1322 173.8 173.8 1198 1198 16 16 46 46 15.1 15.1 1050[565] 1050 [565] 81 81 179.0 179.0 1234 1234 162.2 162.2 1118 1118 24 24 57 57 15.0 15.0 1050[565] 1050 [565] 88 88 178.9 178.9 1233 1233 161.6 161.6 1114 1114 24 24 57 57 14.6 14.6

Таблица 5: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение при 13% редукция на площта на напречното сечение от студена обработка и без отгряванеTable 5: Tensile test results for embodiments of the present invention with a 13% reduction in cross-sectional area from cold working and without annealing

Таблица 6 описва изпълнения на настоящото изобретение, при които опитните детайли са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 15% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене. Освен това опитните детайли от Таблица 6 преди студеното изтегляне не са отгрети и безцентрово шлифовани. Някои изпълнения на настоящото изобретение от Таблица 6 включват времена на стареене по-малки от 60 минути. Изпълненията, обхващащи студена обработка до 15% редукция на площта на напречното сечение, показват по голяма якост от изпълненията, включващи студена обработка до само 8% редукция на площта без съответната загуба на пластичност. Изпълненията, обработени студено до 15% редукция на площта на напречното сечение, постигат UTS, поголяма от 190 ksi след стареене в продължение само на 45 минути от общото време на стареене при 900°F (482°С) и 950°F (510°С) и достигат UTS по-голяма от 200 ksi след стареене в продължение само на 60 минути от общото време на стареене при същите температури.Table 6 describes embodiments of the present invention in which the test pieces are hot-rolled, drawn to cold to a 15% reduction in cross-sectional area and subjected to direct aging. In addition, the test pieces in Table 6 prior to the cold withdrawal were not warmed and center-ground. Some embodiments of the present invention of Table 6 include aging times of less than 60 minutes. Embodiments comprising cold treatment of up to 15% reduction in cross-sectional area show greater strength than embodiments involving cold processing up to only 8% reduction of area without corresponding loss of plasticity. Performs processed cold to 15% cross-sectional area reduction achieve UTS greater than 190 ksi after aging for only 45 minutes of total aging time at 900 ° F (482 ° C) and 950 ° F (510 ° C) and reach a UTS greater than 200 ksi after aging for only 60 minutes of the total aging time at the same temperatures.

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (ksi) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) - - 0 0 148.4 148.4 146.3 146.3 19.3 19.3 65.9 65.9 900 [482] 900 [482] 45 45 192.5 192.5 177.2 177.2 15.8 15.8 45.2 45.2 900 [482] 900 [482] 60 60 206.1 206.1 190.4 190.4 11.4 11.4 40.6 40.6 900 [482] 900 [482] 60 60 200.5 200.5 189.3 189.3 13.4 13.4 40.0 40.0 900 [482] 900 [482] 120 120 212.2 212.2 192.9 192.9 16.3 16.3 35.7 35.7 950 [510] 950 [510] 30 30 179.4 179.4 164.5 164.5 17.2 17.2 50.5 50.5 950 [510] 950 [510] 45 45 190.3 190.3 172.2 172.2 16.9 16.9 45.7 45.7 950 [510] 950 [510] 60 60 195.2 195.2 174.8 174.8 15.8 15.8 40.6 40.6 950 [510] 950 [510] 60 60 197.5 197.5 186.4 186.4 13.7 13.7 37.8 37.8 950 [510] 950 [510] 60 60 195.2 195.2 183.5 183.5 13.5 13.5 37.6 37.6 950 [510] 950 [510] 156 156 207.6 207.6 187.0 187.0 14.8 14.8 37.0 37.0 1000[538] 1000 [538] 45 45 187.8 187.8 167.7 167.7 18.2 18.2 45.6 45.6 1ООО[538] 1OOO [538] 60 60 188.4 188.4 175.8 175.8 15.8 15.8 44.0 44.0 1000[538] 1000 [538] 60 60 188.3 188.3 175.7 175.7 16.8 16.8 44.6 44.6

Таблица 6: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение при 15% редукция на площта на напречното сечение от студена обработкаTable 6: Tensile test results for embodiments of the present invention with a 15% reduction in cross-sectional area from cold treatment

Таблица 7 описва изпълнения на настоящото изобретение, при които опитните детайли са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 19% и са подложени на директно стареене. Преди студеното изтегляне изпълненията, описани в Таблица 7, са допълнително отгрети и безцентрово шлифовани.Table 7 describes embodiments of the present invention in which the test pieces are hot-rolled, cold drawn up to 19% and subjected to direct aging. Prior to the cold withdrawal, the embodiments described in Table 7 were further warmed and center-ground.

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) UTS (MPa) UTS (MPa) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (MPa) 0.2% YS (MPa) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) Мо- дул Mo- FIG както е изтеглен as downloaded 0 0 153.3 153.3 1057 1057 141.0 141.0 972 972 13 13 57 57 13.3 13.3 950 [510] 950 [510] 166 166 210.2 210.2 1449 1449 193.3 193.3 1333 1333 12 12 27 27 14.2 14.2 950 [510] 950 [510] 170 170 209.4 209.4 1444 1444 191.6 191.6 1321 1321 14 14 31 31 14.7 14.7 1ООО[538] 1OOO [538] 72 72 191.7 191.7 1322 1322 173.8 173.8 1198 1198 22 22 47 47 15.4 15.4 1000[538] 1000 [538] 89 89 196.9 196.9 1357 1357 179.3 179.3 1236 1236 19 19 32 32 15.3 15.3 1000[538] 1000 [538] 125 125 196.5 196.5 1355 1355 179.1 179.1 1235 1235 14 14 33 33 14.1 14.1 1000[538] 1000 [538] 200 200 196.0 196.0 1351 1351 178.6 178.6 1231 1231 15 15 40 40 14.4 14.4 1050[565] 1050 [565] 81 81 183.8 183.8 1267 1267 166.6 166.6 1149 1149 22 22 54 54 14.1 14.1 1050[565] 1050 [565] 88 88 186.3 186.3 1284 1284 169.0 169.0 1165 1165 23 23 52 52 15.1 15.1 1050[565] 1050 [565] 133 133 183.1 183.1 1262 1262 165.4 165.4 1140 1140 20 20 54 54 13.6 13.6 1050[565] 1050 [565] 182 182 181.7 181.7 1253 1253 164.5 164.5 1134 1134 20 20 50 50 15.1 15.1

Таблица 7: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение при 19% редукция на площта на напречното сечение от студена обработкаTable 7: Tensile test results for embodiments of the present invention with a 19% reduction in cross-sectional area from cold treatment

Таблица 8 описва изпълнения на настоящото изобретение, при които опитните детайли са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 20% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене. Преди студеното изтегляне опитните детайли отTable 8 describes embodiments of the present invention in which the test pieces are hot-rolled, cold-drawn up to a 20% reduction in cross-sectional area and subjected to direct aging. Prior to the cold download, trial details from

Таблица 8 не са допълнително отгрети и безцентрово шлифовани. Изпълненията на настоящото изобретение в Таблица 8 дават увеличение на UTS приблизително с 5% и увеличение на 0.2% граница на провлачане с 6% в сравнение с изпълненията, използващи студена обработка с намаление на площта до 15%. Студената обработка с 20% редукция на площта на напречното сечение понижава пластичността с 5% (измерена чрез удължението) или 9% (измерена чрез RA).Table 8 is not further annealed and centrally sanded. The embodiments of the present invention in Table 8 give an increase in UTS of approximately 5% and an increase of 0.2% yield strength of 6% compared to embodiments using cold treatment with a reduction in area of up to 15%. Cold treatment with a 20% reduction in cross-sectional area reduces plasticity by 5% (measured by extension) or 9% (measured by RA).

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (ksi) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) - - 0 0 155.2 155.2 152.0 152.0 16.4 16.4 63.5 63.5 900 [482] 900 [482] 45 45 201.1 201.1 185.9 185.9 15.3 15.3 40.6 40.6 900 [482] 900 [482] 120 120 216.0 216.0 199.4 199.4 9.3 9.3 36.4 36.4 950 [510] 950 [510] 30 30 188.1 188.1 173.9 173.9 17.3 17.3 50.3 50.3 950[510] 950 [510] 45 45 200.8 200.8 184.0 184.0 17.4 17.4 43.8 43.8 950 [510] 950 [510] 60 60 205.0 205.0 187.2 187.2 13.2 13.2 36.9 36.9 950 [510] 950 [510] 156 156 214.8 214.8 196.3 196.3 14.5 14.5 32.5 32.5 1000[538] 1000 [538] 45 45 194.2 194.2 174.7 174.7 17.2 17.2 40.4 40.4 1000[538] 1000 [538] 60 60 196.5 196.5 176.9 176.9 18.0 18.0 40.0 40.0

Таблица 8: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение при 20% редукция на площта на напречното сечение от студена обработкаTable 8: Tensile test results for embodiments of the present invention with a 20% reduction in cold cross-sectional area

Таблица 9 описва изпълнения на настоящото изобретение, при които опитни детайли са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 25% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене. Преди студеното изтегляне изпълненията, описани в Таблица 9, не са допълнително отгрети и безцентрово шлифовани.Table 9 describes embodiments of the present invention in which the test pieces are hot-rolled, cold drawn up to 25% reduction in cross-sectional area and subjected to direct aging. Prior to the cold withdrawal, the performances described in Table 9 were not further heated and center-ground.

Изпълненията на настоящото изобретение, описани в Таблица 9, показват средно увеличение на UTS приблизително със 7% и нарастване на 0.2% граница на провлачане с 9% в сравнение с тези на изпълненията, които използват студена обработка до 15% редукция на площта на напречното сечение. Студената обработка до 25% редукция на площта на напречното сечение понижава пластичността с 11% (измерена чрез удължението) или с 2% (измерена чрез RA) по отношение на изпълненията, използващи студена обработка с намаление на площта до 15%.The embodiments of the present invention described in Table 9 show an average increase in UTS of approximately 7% and an increase of 0.2% yield limit of 9% compared to those of embodiments that use cold treatment to a 15% reduction in cross-sectional area . Cold treatment of up to 25% reduction in cross-sectional area reduces plasticity by 11% (measured by extension) or by 2% (measured by RA) in respect of embodiments using cold treatment with area reduction by up to 15%.

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (ksi) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) - - 0 0 162.5 162.5 159.4 159.4 16.9 16.9 64.0 64.0 900 [482] 900 [482] 45 45 207.2 207.2 193.0 193.0 13.7 13.7 43.8 43.8 900 [482] 900 [482] 120 120 220.9 220.9 204.6 204.6 15.2 15.2 34.9 34.9 950 [510] 950 [510] 30 30 194.2 194.2 180.8 180.8 16.9 16.9 48.7 48.7 950 [510] 950 [510] 45 45 205.1 205.1 189.9 189.9 15.4 15.4 43.2 43.2 950 [510] 950 [510] 60 60 207.6 207.6 189.3 189.3 14.0 14.0 39.4 39.4 950 [510] 950 [510] 156 156 212.7 212.7 193.7 193.7 16.4 16.4 33.8 33.8 1000[538] 1000 [538] 45 45 199.3 199.3 181.7 181.7 16.0 16.0 46.5 46.5

Таблица 9: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение при 25% редукция на площта на напречното сечение от студена обработкаTable 9: Tensile test results for embodiments of the present invention with a 25% reduction in cross-sectional area from cold treatment

Якостните свойства на изпълненията на настоящото изобретение, включващи етап на студена обработка до 13% или 15% редукция на площта на напречното сечение, са показани графично на фигури от 1 до 3. Фиг. 1 представя графично ефекта от времето на стареене върху образци от Ti38-644 бета-титанова сплав с показания на Таблица 1 състав,The strength properties of embodiments of the present invention, including a cold treatment step of up to 13% or 15% reduction in cross-sectional area, are shown graphically in Figures 1 to 3. FIG. 1 shows graphically the effect of aging time on Ti38-644 beta-titanium alloy specimens with the composition shown in Table 1,

като методът включва етап на студена обработка до 13 или 15% редукция на площта на напречното сечение. UTS и 0.2% граница на провлачане нарастват бързо през първите 60 минути от общото време на стареене. При тези изпълнения UTS на опитните детайли достига 180 ksi за около 30 минути от общото време на стареене. Тези опитни детайли са подложени на стареете в конвенционална лабораторна опитна пещ. Производствените пещи за стареене биха предизвикали по-ефективно загряване на изделията и следователно може да се очаква, че в производствените пещи общите времена на стареене при метода от настоящото изобретение, необходими за постигане на висока якост (например 180 ksi), могат да бъдат намалени, като в някои случаи е възможно това да бъде с две трети или повече.the method comprising a cold treatment step of up to 13 or 15% reduction in cross-sectional area. UTS and 0.2% yield strength increase rapidly during the first 60 minutes of total aging time. In these embodiments, the UTS of the test piece reaches 180 ksi in about 30 minutes of the total aging time. These test pieces are subjected to aging in a conventional laboratory test oven. Aging production furnaces would cause the products to be heated more efficiently, and it can therefore be expected that in the production furnaces the total aging times of the method of the present invention required to achieve high strength (eg 180 ksi) may be reduced, in some cases it may be two-thirds or more.

Стареенето на бета-титановата сплав може да бъде направено при температура под температурата на бетапревръщането. За предпочитане е стареенето на бетатитановата сплав да става при температура между 800°F (427°С) и 1100°F (538°С). При някои приложения стареенето на бета-титановата сплав може да се осъществи между 800°F (427°С) и 1000°F (538°С) и повече предпочитано - между 900°F (482°С) и 1000°F (538°С).The aging of the beta-titanium alloy can be done at a temperature below the beta conversion temperature. Preferably, the aging of the betatitane alloy is between 800 ° F (427 ° C) and 1100 ° F (538 ° C). In some applications, the aging of the beta-titanium alloy may occur between 800 ° F (427 ° C) and 1000 ° F (538 ° C) and more preferably between 900 ° F (482 ° C) and 1000 ° F (538 ° C).

На Фиг. 1 може да се види, че пластичността на опитните детайли, определена чрез удължението или RA, намалява за общото време на стареене. Пластичността обаче намалява бавно с общото време на стареене и се получава UTS над 200 ksi при запазване на относително добра пластичност. В някои случаи, като при производството на окачващи пружини за автомобили, за автомобили, пригодени за пътуване в сняг, за мотоциклети и за други развлекателни превозни средства и на клапанни пружини за бутални двигатели, се предпочитат кратки времена на стареене. Линиите за производство на автомобили могат да включват инсталации за навиване и стареене пружини според изискванията на производството. Пружините могат например да бъдат навити и след това подложени на стареене върху конвейер чрез преминаване на конвейерната лента през пещ за стареене. За предпочитане е при това и при други приложения стареенето на бетатитановата сплав да бъде за време по-малко от 3 часа. Повече предпочитано стареенето на бета-титановата сплав е за време по-малко от 2 часа и още повече предпочитано - при някои чувствителни към времето приложения, стареенето е за време по-малко от 1 час или повече предпочитано - за време помалко от 45 минути. Сплави, произведени съгласно настоящото изобретение, могат да бъдат полезни освен за пружини също и за други приложения, например в биомедицинската индустрия за хирургически инструменти или импланти.In FIG. 1, it can be seen that the plasticity of the test pieces, determined by extension or RA, decreases over the total aging time. However, plasticity decreases slowly with the total aging time and produces a UTS of over 200 ksi while maintaining relatively good plasticity. In some cases, such as the production of suspension springs for cars, snowmobiles, motorcycles and other recreational vehicles, and piston engine valve springs, short aging times are preferred. Automobile production lines may include winding and aging installations as required by production. The springs may for example be wound and then subjected to aging on a conveyor by passing the conveyor belt through an aging furnace. Preferably, in other applications, the aging of the betitane alloy is less than 3 hours. More preferably, the aging of the beta-titanium alloy is less than 2 hours and even more preferred - in some time-sensitive applications, aging is less than 1 hour or more - for less than 45 minutes. Alloys manufactured in accordance with the present invention may be useful in addition to springs for other applications, for example in the biomedical industry for surgical instruments or implants.

Фиг. 2 описва влиянието на времето и температурата на стареене върху UTS на опитни детайли от бета-титановата сплав от Таблица 1, произведени чрез изпълнения на настоящото изобретение, включващи студена обработка до 13% или 15% редукция на площта на напречното сечение. Изпълненията на настоящото изобретение използват стареене при по-ниски температури, при което се получава по-висока UTS. Това може да се очаква поради нарастване на кристалите при по-високи температури и поради по-малкия обем на алфафазата, присъстваща в сплавта, в резултат на условията на обработка, като и двата фактора могат неблагоприятно да повлияят якостта на бета-титановата сплав.FIG. 2 describes the effect of aging time and temperature on the UTS of test pieces of the beta-titanium alloy of Table 1 produced by embodiments of the present invention involving cold treatment of up to 13% or 15% reduction in cross-sectional area. Embodiments of the present invention utilize aging at lower temperatures, resulting in higher UTS. This can be expected due to the increase in crystals at higher temperatures and due to the lower volume of alphase present in the alloy as a result of the processing conditions, both of which may adversely affect the strength of the beta-titanium alloy.

Фиг. 3 описва ефекта от времето и температурата на стареене върху пластичността на опитните детайли от бетатитановата сплав от Таблица 1, измерена чрез намалението на площта, като се използват изпълнения на настоящото изобретение, включващи студена обработка до 13% или 15% редукция на площта на напречното сечение. Изпълненията на настоящото изобретение, използващи стареене при по-високи температури, показват по-висока пластичност на опитните детайли във времето. Това би могло да се очаква поради нарастването на кристалите при високи температури, което въпреки че повлиява неблагоприятно якостта, повишава пластичността на бета-титановата сплав.FIG. 3 describes the effect of aging time and temperature on the plasticity of the test pieces of the betitane alloy of Table 1, measured by area reduction, using embodiments of the present invention involving cold treatment of up to 13% or 15% reduction in cross-sectional area . Embodiments of the present invention utilizing aging at higher temperatures show greater plasticity of the test pieces over time. This could be expected due to the increase in crystals at high temperatures, which, although adversely affecting the strength, increases the plasticity of the beta-titanium alloy.

Произведен е втори титанов слитък и е обработен съгласно метода от настоящото изобретение. Съставът на втория слитък в три негови участъка е показан на Таблица 10. Съставът на сплавта е изпитан на три места, за да бъде потвърден и да бъде сигурно, че е приблизително постоянен в целия слитък.A second titanium ingot is manufactured and machined according to the method of the present invention. The composition of the second ingot in its three sections is shown in Table 10. The composition of the alloy was tested in three places to confirm and ensure that it was approximately constant throughout the ingot.

Източник Source Ti You А1 A1 V V Сг Cg Zr Zr Мо Mo. О Oh Fe Fe С P N N Горна част на II слитък Top of the II ingot Бал. Ball. 3.65 3.65 7.95 7.95 6.16 6.16 4.06 4.06 4.08 4.08 0.1 0.1 0.05 0.05 0.01 0.01 0.01 0.01 Средна част на II слитък Middle of II ingot Бал. Ball. 3.45 3.45 7.9 7.9 6.29 6.29 4.12. 4.12. 4.04 4.04 0.1 0.1 0.06 0.06 0.02 0.02 0.01 0.01 Долна част на II слитък The lower part of the II ingot Бал. Ball. 3.34 3.34 7.85 7.85 6.43 6.43 4.14 4.14 3.98 3.98 0.1 0.1 0.06 0.06 0.01 0.01 0.01 0.01

Таблица 10: Състав на втория слитъкTable 10: Composition of the second ingot

Вторият слитък е обработен съгласно метода от настоящото изобретение. Вторият слитък е горещо валцован при температура под 1825°F (996°С) и е отгрят и охладен на въздуха. По отношевие на Таблица 11 опитните детайли, произведени от втория слитък, са горещо валцовани, изтеглени са на студено до постигане на 16.5% редукция на площта на напречното сечение и след това са подложени на директно стареене при температурите и за времената, посочени в таблицата. Преди студеното изтегляне опитните детайли, описани в Таблица 11, са отгрети при температура под 1450°F (774°С) и са охладени на въздуха. Изпълненията, описани в Таблица 11, показват по-голяма якост (UTS поголяма от 190 ksi) и запазват пластичността си (по-голяма от 8% удължение и по-голяма от 20% RA) при по-малко от 30 минути от директното стареене. При посочените изпълнение се постигат стойности за UTS по-големи от 200 ksi и такива като 220 ksi. И отново, най-високите стойности за UTS се постигат при по-ниските температура на стареене, 900°F (482°С), при които се достига UTS от 220 ksi за общо време на стареене само 60 минути. Най-високата пластичност, определена чрез удължението и RA, се реализира при повисоката температура на стареене от 1050°F (566°С).The second ingot is machined according to the method of the present invention. The second ingot is hot-rolled at below 1825 ° F (996 ° C) and is heated and cooled in air. In relation to Table 11, the test pieces manufactured from the second ingot are hot-rolled, drawn cold to achieve a 16.5% reduction in cross-sectional area, and then subjected to direct aging at the temperatures and times indicated in the table. Prior to the cold withdrawal, the test pieces described in Table 11 were heated at below 1450 ° F (774 ° C) and cooled in air. The embodiments described in Table 11 exhibit greater strength (UTS greater than 190 ksi) and retain their plasticity (greater than 8% elongation and greater than 20% RA) in less than 30 minutes of direct aging . In these embodiments, UTS values greater than 200 ksi and such as 220 ksi are achieved. Again, the highest UTS values are achieved at lower aging temperatures, 900 ° F (482 ° C), at which a UTS of 220 ksi is reached for a total aging time of only 60 minutes. The highest ductility, determined by extension and RA, is achieved at a high aging temperature of 1050 ° F (566 ° C).

Темп, на стареене (°F) [°C] Temp, Aging (° F) [° C] Време на стареене (минути) Aging time (minutes) UTS (ksi) UTS (ksi) UTS (MPa) UTS (MPa) 0.2% YS (ksi) 0.2% YS (xi) 0.2% YS (MPa) 0.2% YS (MPa) Удължение (%) Extension (%) RA (%) RA (%) NA NA 0 0 164.2 164.2 1132 1132 150.8 150.8 1040 1040 16.1 16.1 52.5 52.5 NA NA 0 0 154.6 154.6 1066 1066 149.2 149.2 1029 1029 17.9 17.9 52.9 52.9 900 [482] 900 [482] 30 30 205.5 205.5 1417 1417 191.0 191.0 1317 1317 11.5 11.5 33.3 33.3 900 [482] 900 [482] 45 45 207.6 207.6 1431 1431 191.7 191.7 1322 1322 11.5 11.5 31.4 31.4 900 [482] 900 [482] 45 45 216.0 216.0 1489 1489 197.7 197.7 1363 1363 10.9 10.9 29.1 29.1 900 [482] 900 [482] 60 60 220.4 220.4 1519 1519 202.7 202.7 1397 1397 11.0 11.0 30.4 30.4 900 [482] 900 [482] 60 60 216.2 216.2 1490 1490 201.1 201.1 1386 1386 10.5 10.5 28.0 28.0

NA NA 0 0 164.2 164.2 1132 1132 150.8 150.8 1040 1040 16.1 16.1 52.5 52.5 NA NA 0 0 154.6 154.6 1066 1066 149.2 149.2 1029 1029 17.9 17.9 52.9 52.9 950 [510] 950 [510] 30 30 198.7 198.7 1370 1370 182.7 182.7 1260 1260 13.7 13.7 35.9 35.9 950 [510] 950 [510] 30 30 198.7 198.7 1370 1370 181.3 181.3 1250 1250 14.3 14.3 35.0 35.0 950 [510] 950 [510] 45 45 207.0 207.0 1427 1427 191.7 191.7 1322 1322 13.7 13.7 32.0 32.0 950 [510] 950 [510] 45 45 205.1 205.1 1414 1414 190.5 190.5 1313 1313 12.6 12.6 30.8 30.8 950 [510] 950 [510] 60 60 210.5 210.5 1451 1451 192.6 192.6 1328 1328 13.8 13.8 24.7 24.7 950 [510] 950 [510] 60 60 209.3 209.3 1443 1443 193.5 193.5 1334 1334 13.1 13.1 29.8 29.8 NA NA 0 0 164.2 164.2 1132 1132 150.8 150.8 1040 1040 16.1 16.1 52.5 52.5 NA NA 0 0 154.6 154.6 1066 1066 149.2 149.2 1029 1029 17.9 17.9 52.9 52.9 1000[538] 1000 [538] 30 30 190.9 190.9 1316 1316 175.2 175.2 1208 1208 17.6 17.6 37.0 37.0 1000[538] 1000 [538] 45 45 197.8 197.8 1364 1364 182.4 182.4 1257 1257 14.0 14.0 36.8 36.8 1000[538] 1000 [538] 45 45 199.9 199.9 1378 1378 182.9 182.9 1261 1261 20.4 20.4 35.1 35.1 1000[538] 1000 [538] 60 60 201.5 201.5 1389 1389 185.1 185.1 1276 1276 - - 34.5 34.5 1000[538] 1000 [538] 60 60 204.7 204.7 1411 1411 189.5 189.5 1306 1306 16.0 16.0 39.5 39.5

Таблица 11: Резултати от изпитване на опън за изпълненията на настоящото изобретение, получени от втория слитък, при 16.5% редукция на площта на напречното сечение от студена обработкаTable 11: Tensile test results for embodiments of the present invention obtained from the second ingot with a 16.5% reduction in cross-sectional area from cold treatment

Обикновено опитните детайли, получени чрез изпълнение на метода от настоящото изобретение, както са описани в Таблица 11, достигат по-висока якост на опън за по-кратки времена на стареене в сравнение с опитните детайли, получени чрез изпълненията на метода от настоящото изобретение, описани в Таблици 3 до 9. Обикновено обаче пластичността на опитните детайли, описани в Таблица 11, е по-ниска. Счита се, че по-високата температура на горещо валцоване, на която е подложен вторият слитък, дава по-ниска пластичност, тъй като повисоките температури на обработка благоприятстват поголемия размер на бета-зърната. Счита се, че по-голямата якост е свързана с по-бавното охлаждане след отгряването, което дава възможност за известно стареене преди студена обработка.Typically, the test pieces obtained by performing the method of the present invention, as described in Table 11, achieve a higher tensile strength for shorter aging times than the test pieces obtained by the embodiments of the method of the present invention described in Tables 3 to 9. However, generally the plasticity of the test pieces described in Table 11 is lower. The higher hot-rolling temperature to which the second ingot is subjected is thought to give less plasticity, since the higher processing temperatures favor the larger size of the beta-grains. Higher strength is thought to be associated with slower cooling after annealing, which allows some aging before cold treatment.

Таблица 12 показва резултатите от изпитване на умора на въртяща се греда за изделия, получени по метода от настоящото изобретение, при което изделията са горещо чг валцовани, изтеглени са на студено до 15% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене при 950°F (510°С) в продължение на един час. Изпитването на умора на въртяща се греда се прави, за да се определи умората при огъване съгласно международния стандарт ISO 1143 при честота 50 Hz, R=-l и използване на гладък прът. Резултатите показват броя на циклите, които преминава всеки образец преди разрушаването му, или общия брой цикли, изпълнени от образеца, ако разрушаване не настъпи.Table 12 shows the results of a rotary beam fatigue test for articles obtained by the method of the present invention, wherein the articles are hot-rolled, drawn to cold to a 15% reduction in cross-sectional area and subjected to direct aging at 950 ° F (510 ° C) for one hour. The rotary beam fatigue test is performed to determine the bending fatigue according to international standard ISO 1143 at 50 Hz, R = -l and using a smooth rod. The results indicate the number of cycles that each sample undergoes prior to its destruction, or the total number of cycles completed by the sample if no destruction occurs.

фf

Максимално натоварване, ksi Maximum load, ksi Максимално натоварване, Мра Maximum load, Mra Цикли Cycles Коментар Comment 73 73 500 500 13401000 13401000 Преминава теста без разрушаване Passes non-destructive test 83 83 575 575 10017100 10017100 Преминава теста без разрушаване Passes non-destructive test 87 87 600 600 10804700 10804700 Преминава теста без разрушаване Passes non-destructive test 87 87 600 600 151900 151900 Разрушаване Destruction 91 91 625 625 620800 620800 Не издържа захващането It does not withstand the grip

94 94 650 650 525100 525100 Разрушаване Destruction 98 98 675 675 79300 79300 Разрушаване Destruction 102 102 700 700 395200 395200 Разрушаване Destruction

Таблица: 12 Тест на умора на въртяща се греда за изпълнения на настоящото изобретение, включващи 15% редукция на площта на напречното сечение от студена обработка и дирекно стареене при 950°F (510°С) в продължение на 1 час.Table: 12 Rotary beam fatigue test for embodiments of the present invention involving a 15% reduction in cross-sectional area from cold treatment and direct aging at 950 ° F (510 ° C) for 1 hour.

Таблица 13 показва резултатите от изпитване на умора с контролирано осово натоварване върху изделия, получени по метода от настоящото изобретение, при което изделията са горещо валцовани, изтеглени са на студено до 15% редукция на площта на напречното сечение и са подложени на директно стареене при 950°F (510°С) в продължение на един час. Изпитването на умора с контролирано осово натоварване се провежда, за да се определи умората на изделията съгласно ASTM Е-466-96 при честота 29 Hz при R=0.1. Резултатите показват броя на циклите, които преминава всеки образец преди разрушаването му. Детайлите, приготвени при използване на различни условия от метода на настоящото изобретение като по-продължително време на стареене, различна температура на стареене или различна степен на студена обработка, например могат да дадат увеличение на броя на циклите преди разрушаването им при тестовете на умора.Table 13 shows the results of a controlled axial load fatigue test on articles obtained by the method of the present invention, wherein the articles are hot-rolled, cold drawn up to a 15% reduction in cross-sectional area and subjected to direct aging at 950 ° F (510 ° C) for one hour. A controlled axle load fatigue test is performed to determine product fatigue according to ASTM E-466-96 at a frequency of 29 Hz at R = 0.1. The results show the number of cycles each sample undergoes before its destruction. Details prepared using different conditions of the method of the present invention such as a longer aging time, different aging temperature or different degree of cold treatment, for example, may give an increase in the number of cycles before breaking down in fatigue tests.

Максимално натоварване, ksi Maximum load, ksi Максимално натоварване, Мра Maximum load, Mra Цикли Cycles Коментар Comment 142 142 979 979 2313507 2313507 Разрушаване Destruction 145 145 1000 1000 286613 286613 Разрушаване Destruction

150 150 1034 1034 170773 170773 Разрушаване Destruction 160 160 1103 1103 22532 22532 Разрушаване Destruction

Таблица 13: Изпитване на умора с контролирано осово натоварване за изпълнения на настоящото изобретение, включващи 15% редукция на площта на напречното сечение при студена обработка и дирекно стареене при 950°F (510°С) в продължение на един час.Table 13: Controlled axial load fatigue test for embodiments of the present invention involving a 15% reduction in cross-sectional area during cold treatment and direct aging at 950 ° F (510 ° C) for one hour.

Въпреки, че методът от настоящото изобретение е описан по-горе по отношение на бета-титанови сплави с определени състави, счита се, че методът от настоящото изобретение има по-широко приложение при обработката и на други бета-титанови сплави. Например, без това да ограничава метода от настоящото изобретение, някои търговски продукти бета-титанови сплави, които допълнително могат да бъдат полезни от гледна точка на настоящото изобретение, са титанови сплави със следните номинални състави, изразени в тегловни проценти. Ti-12Mo6Zr-2Fe (сплав, която съдържа 12% молибден, 6% цирконий, 2% желязо и титан и която е достъпна по търговски път в наймалко една форма като ALLVAC TMZF сплав); Ti-4.5Fe6.8Мо-1.5А1 (сплав, която съдържа 4.5% желязо, 6.8% молибден, 1.5% алуминий и титан и която е достъпна по търговски път в най-малко една форма като TIMETAL LCB сплав); Ti-15Mo-2.6Nb-3Al-0.2Si (сплав, която съдържа 15% молибден, 2.6% ниобий, 3% алуминий, 0.2% силиций и титан и която е достъпна по търговски път в най-малко една форма като TIMETAL 21S сплав); Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (сплав, която съдържа 15% ванадий, 3% хром, 3% калай, 3% алуминий и титан и която е достъпна по търговски път в най-малко една форма като ALLVAC 15-3 сплав), Ti-ll.5Mo-6Zr-4.5Sn (сплав, която съдържа 11.5% молибден, 6% цирконий, 4.5 калай и титан и която е достъпна по търговски път в най-малко една форма като UNITEK бета III сплав); и Ti-6V-6Mo-5.7Fe-2.7Al (сплав, която съдържа 6% ванадий, 6% молибден, 5.7% желязо, 2.7 алуминий и титан и която е достъпна по търговски път в най-малко една форма като TIMETAL 125 сплав). Съставите на дадените по-горе сплави са номинални и количеството на всеки елемент може да варира с най-малко 2% или повече, а сплавите могат също да включват допълнителни компоненти.Although the method of the present invention is described above with respect to beta-titanium alloys of certain compositions, it is believed that the method of the present invention has a broader application in the treatment of other beta-titanium alloys. For example, without limiting the method of the present invention, some commercial products of beta-titanium alloys, which may further be useful in terms of the present invention, are titanium alloys having the following nominal compositions, expressed in weight percent. Ti-12Mo6Zr-2Fe (an alloy containing 12% molybdenum, 6% zirconium, 2% iron and titanium and commercially available in at least one form as an ALLVAC TMZF alloy); Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5A1 (an alloy containing 4.5% iron, 6.8% molybdenum, 1.5% aluminum and titanium and commercially available in at least one form as a TIMETAL LCB alloy); Ti-15Mo-2.6Nb-3Al-0.2Si (alloy containing 15% molybdenum, 2.6% niobium, 3% aluminum, 0.2% silicon and titanium and commercially available in at least one form as TIMETAL 21S alloy ); Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (alloy containing 15% vanadium, 3% chromium, 3% tin, 3% aluminum and titanium and commercially available in at least one form as ALLVAC 15-3 alloy ), Ti-10.5Mo-6Zr-4.5Sn (an alloy containing 11.5% molybdenum, 6% zirconium, 4.5 tin and titanium and commercially available in at least one form as a UNITEK beta III alloy); and Ti-6V-6Mo-5.7Fe-2.7Al (alloy containing 6% vanadium, 6% molybdenum, 5.7% iron, 2.7 aluminum and titanium and commercially available in at least one form as TIMETAL 125 alloy ). The compositions of the above alloys are nominal and the amount of each element may vary by at least 2% or more, and the alloys may also include additional components.

Разбираемо е, че настоящото описание илюстрира тези аспекти на изобретението, които са от значение за изясняването му. За да бъде опростено настоящото описание, не са дадени някои аспекти на изобретението, които са очевидни за специалиста в тази област и които следователно не улесняват по-доброто му разбиране. Въпреки, че настоящото изобретение е описано във връзка с определени изпълнения, специалистът в тази област, разглеждайки горното описание, ще разбере, че могат да бъдат използвани много модификации и вариации на изобретението. Всички такива вариации и модификации на изобретението са обхванати от горното описание и следващите претенции.It is to be understood that the present description illustrates those aspects of the invention that are relevant to its elucidation. In order to simplify the present description, certain aspects of the invention which are apparent to one of skill in the art and which therefore do not facilitate his better understanding are not given. Although the present invention has been described in connection with certain embodiments, one skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the invention can be used in the above description. All such variations and modifications of the invention are covered by the foregoing description and the following claims.

Claims (45)

1. Метод за обработка на титанови сплави, характеризиращ се с това, че включва студена обработка на бета-титанова сплав; и подлагане на бета-титановата сплав на директно стареене за общо време на стареене по-малко от 4 часа.CLAIMS 1. A method for treating titanium alloys, characterized in that it comprises cold treatment of a beta-titanium alloy; and subjecting the beta-titanium alloy to direct aging for a total aging time of less than 4 hours. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че бета-титановата сплав съдържа най-малко един от елементите алуминий, ванадий, молибден, хром и цирконий.2. The method according to claim 1, wherein the beta-titanium alloy contains at least one of the elements aluminum, vanadium, molybdenum, chromium and zirconium. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че допълнително включва горещо валцоване на бета-титановата сплав преди студената обработка на бета-титановата сплав.A method according to claim 1, further comprising hot rolling the beta-titanium alloy prior to the cold treatment of the beta-titanium alloy. 4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в студена обработка на бета-титановата сплав до най- ©Method according to claim 3, characterized in that the cold treatment of the beta-titanium alloy consists of cold treatment of the beta-titanium alloy up to малко 5% редукция на площта на напречното й сечение.a small 5% reduction in cross-sectional area. 5. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в студена обработка на бета-титановата сплав до наймалко 15% редукция на площта на напречното й сечение.A method according to claim 4, characterized in that the cold treatment of the beta-titanium alloy consists of cold treatment of the beta-titanium alloy up to at least a 15% reduction in cross-sectional area. 6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в студена обработка на бета-титановата сплав до помалко от 60% редукция на площта на напречното й сечение.A method according to claim 5, characterized in that the cold treatment of the beta-titanium alloy consists in the cold treatment of the beta-titanium alloy up to less than 60% reduction of its cross-sectional area. 7. Метод съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в студена обработка на бета-титановата сплав до помалко от 35% редукция на площта на напречното й сечение.A method according to claim 6, characterized in that the cold treatment of the beta-titanium alloy consists in the cold treatment of the beta-titanium alloy to less than 35% reduction of the cross-sectional area. 8. Метод съгласно претенция 7, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в студена обработка на бета-титановата сплав до помалко от 20% редукция на площта на напречното й сечение.A method according to claim 7, characterized in that the cold treatment of the beta-titanium alloy consists in the cold treatment of the beta-titanium alloy to less than 20% reduction of its cross-sectional area. 9. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 800°F (427°С) до около 1200°F (649°С).A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 800 ° F (427 ° C) to about 1200 ° F (649 ° C). 10. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 800°F (427°С) до около 1000°F (538°С).A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 800 ° F (427 ° C) to about 1000 ° F (538 ° C). 11. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 900°F (482°С) до около 1000°F (538°С).A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 900 ° F (482 ° C) to about 1000 ° F (538 ° C). 12. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 3 часа.A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 3 hours. 13. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 2 часа.A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 2 hours. 14. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 1 час.A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 1 hour. 15. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 45 минути.A method according to claim 1, characterized in that the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 45 minutes. 16. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че бета-титановата сплав съдържа по отношение на теглото 3.0 до 4.0% алуминий, 7.5 до 8.5% ванадий, 5.5 до 6.5% хром, 3.5 до 4.5% молибден, 3.5 до 4.5% цирконий и титан.16. The method of claim 1, wherein the beta-titanium alloy contains, by weight, 3.0 to 4.0% aluminum, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium and titanium. 17. Метод за производство на промишлено изделие, характеризиращ се с това, че включва:17. A method of manufacturing an industrial article, characterized in that it includes: осигуряване на бета-титанова сплав, която съдържа по отношение на теглото 3.0 до 4.0% алуминий, 7.5 до 8.5% ванадий, 5.5 до 6.5% хром, 3.5 до 4.5% молибден, 3.5 до 4.5% цирконий и титан;providing a beta-titanium alloy containing by weight 3.0 to 4.0% aluminum, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium and titanium; гореща обработка на бета-титановата сплав;hot treatment of beta-titanium alloy; студена обработка на бета-титановата сплав до постигане на 5 до 60% редукция на площта на напречното ύ сечение;cold treatment of the beta-titanium alloy to achieve a 5 to 60% reduction in cross-sectional area; директно стареене на бета-титановата сплав за общо време на стареене по-малко от 2 часа при температура в интервала от около 800°F (427°С) до около 1100°F (593°С).direct aging of the beta-titanium alloy for a total aging time of less than 2 hours at a temperature in the range of about 800 ° F (427 ° C) to about 1100 ° F (593 ° C). 18. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че промишленото изделие е пружина.A method according to claim 17, characterized in that the industrial article is a spring. 19. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в изтегляне на бета-титановата сплав през матрица.19. The method of claim 17, wherein the cold treatment of the beta-titanium alloy consists of drawing the beta-titanium alloy through a die. 20. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че горещата обработка на бета-титановата сплав се състои във формоване на бета-титановата сплав във вид на прът, тънка пръчка или кангал.20. A method according to claim 17, wherein the hot treatment of the beta-titanium alloy consists of molding the beta-titanium alloy in the form of a rod, thin rod or kangal. 21. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав включва общо време на стареене по-малко от един час.21. A method according to claim 17, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy involves a total aging time of less than one hour. 22. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав включва общо време на стареене по-малко от четиредесет и пет минути.The method of claim 17, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy involves a total aging time of less than forty-five minutes. 23. Метод съгласно претенция 22, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав включва температура на директното стареене в интервала от около 900°F (482°С) до около 1000°F (538°С).A method according to claim 22, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy includes a direct aging temperature in the range of about 900 ° F (482 ° C) to about 1000 ° F (538 ° C). 24. Метод съгласно претенция 18, характеризиращ се с това, че пружината е компонент на автомобил, на автомобил, пригоден за пътуване в сняг, на мотоциклет, на развлекателно превозно средство или на двигател.24. A method according to claim 18, wherein the spring is a component of a car, a vehicle adapted for snowmobiling, a motorcycle, a recreational vehicle or an engine. 25. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че допълнително включва:25. The method of claim 17, further comprising: безцентрово шлифоване на бета-титановата сплав; и отгряване на бета-титановата сплав преди студената обработка на бета-титановата сплав.beta-titanium alloy centerless grinding; and annealing the beta-titanium alloy prior to the cold treatment of the beta-titanium alloy. 26. Метод съгласно претенция 25, характеризиращ се с това, че студената обработка на бета-титановата сплав се състои в изтегляне на бета-титановата сплав през матрица.26. The method of claim 25, wherein the cold treatment of the beta-titanium alloy consists in drawing the beta-titanium alloy through a die. 27. Метод съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че студената обработка на сплавта дава 5 до 35% редукция на площта на напречното й сечение.A method according to claim 17, characterized in that the cold treatment of the alloy gives a 5 to 35% reduction in the cross-sectional area. 28. Метод за обработка на титанова сплав, характеризиращ се с това, че включва:28. A method for treating a titanium alloy, comprising: дирекно стареене на студено обработена бета-титанова сплав за общо време на стареене по-малко от 4 часа.direct aging of cold-treated beta-titanium alloy for a total aging time of less than 4 hours. 29. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че бета-титановата сплав съдържа най-малко един от елементите алуминий, ванадий, молибден, хром и цирконий.29. The method of claim 28, wherein the beta-titanium alloy contains at least one of the elements aluminum, vanadium, molybdenum, chromium and zirconium. 30. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че допълнително включва:30. The method of claim 28, further comprising: горещо валцоване на бета-титановата сплав преди студената обработка на бета-титановата сплав.hot rolling of beta-titanium alloy before cold treatment of beta-titanium alloy. 31. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 800°F (427°С) до около 1200°F (649°С).The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 800 ° F (427 ° C) to about 1200 ° F (649 ° C). 32. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 800°F (427°С) до около 1000°F (538°С).The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists of the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 800 ° F (427 ° C) to about 1000 ° F (538 ° C). 33. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 900°F (482°С) до около 1000°F (538°С).33. The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 900 ° F (482 ° C) to about 1000 ° F (538 ° C). 34. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 3 часа.The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 3 hours. 35. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 2 часа.35. The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 2 hours. 36. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 1 час.The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 1 hour. 37. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 45 минути.The method of claim 28, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 45 minutes. 38. Метод съгласно претенция 28, характеризиращ се с това, че бета-титановата сплав съдържа по отношение на теглото 3.0 до 4.0% алуминий, 7.5 до 8.5% ванадий, 5.5 до 6.5% хром, 3.5 до 4.5% молибден, 3.5 до 4.5% цирконий и титан.38. The method of claim 28, wherein the beta-titanium alloy contains, by weight, 3.0 to 4.0% aluminum, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium and titanium. 39. Промишлено изделие, произведено по метод, който включва:39. An industrial article manufactured by a method which includes: студена обработка на изделието, където изделието се състои от бета-титанова сплав; и директно стареене на изделеието за общо време на стареене по-малко от 4 часа.cold treatment of the article, where the article consists of a beta-titanium alloy; and direct aging of the product for a total aging time of less than 4 hours. 40. Промишлено изделие съгласно претенция 39, където изделието е прът, тънка пръчка или кангал.The industrial article of claim 39, wherein the article is a rod, thin rod or kangal. 41. Промишлено изделие съгласно претенция 39, където бета-титановата сплав съдържа по отношение на теглото 3.0 до 4.0% алуминий, 7.5 до 8.5% ванадий, 5.5 до 6.5% хром, 3.5 до 4.5% молибден, 3.5 до 4.5% цирконий и титан.The industrial article of claim 39, wherein the beta-titanium alloy contains, by weight, 3.0 to 4.0% aluminum, 7.5 to 8.5% vanadium, 5.5 to 6.5% chromium, 3.5 to 4.5% molybdenum, 3.5 to 4.5% zirconium and titanium. 42. Промишлено изделие съгласно претенция 39, където директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в температурния интервал от около 800°F (427°С) до около 1200°F (649°С).The industrial article of claim 39, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy in the temperature range from about 800 ° F (427 ° C) to about 1200 ° F (649 ° C). 43. Промишлено изделие съгласно претенция 39, където директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 2 часа.The industrial article of claim 39, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 2 hours. 44. Промишлено изделие съгласно претенция 39, където директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 1 час.The industrial article of claim 39, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 1 hour. 45. Промишлено изделие съгласно претенция 39, където директното стареене на бета-титановата сплав се състои в директно стареене на бета-титановата сплав в продължение на по-малко от 45 минути.The industrial article of claim 39, wherein the direct aging of the beta-titanium alloy consists in the direct aging of the beta-titanium alloy for less than 45 minutes.
BG108742A 2001-12-14 2004-06-03 Method for processing beta titanium alloys BG108742A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34067101P 2001-12-14 2001-12-14
US10/165,348 US20030168138A1 (en) 2001-12-14 2002-06-07 Method for processing beta titanium alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG108742A true BG108742A (en) 2005-03-31

Family

ID=26861308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG108742A BG108742A (en) 2001-12-14 2004-06-03 Method for processing beta titanium alloys

Country Status (13)

Country Link
US (1) US20030168138A1 (en)
EP (1) EP1466028A4 (en)
JP (1) JP2005527699A (en)
CN (1) CN1602369A (en)
AU (1) AU2002322053A1 (en)
BG (1) BG108742A (en)
BR (1) BR0214771A (en)
CA (1) CA2468263A1 (en)
NO (1) NO20042923L (en)
PL (1) PL369514A1 (en)
RU (1) RU2004121454A (en)
TW (1) TW593706B (en)
WO (1) WO2003052155A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113278902A (en) * 2021-05-25 2021-08-20 西北有色金属研究院 Performance regulation and control method of large-size TB9 titanium alloy wire

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040261912A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Wu Ming H. Method for manufacturing superelastic beta titanium articles and the articles derived therefrom
US20040168751A1 (en) * 2002-06-27 2004-09-02 Wu Ming H. Beta titanium compositions and methods of manufacture thereof
CA2489432A1 (en) * 2002-06-27 2004-01-08 Memry Corporation Method for manufacturing superelastic .beta. titanium articles and the articles derived therefrom
US20040221929A1 (en) 2003-05-09 2004-11-11 Hebda John J. Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby
JP2005140674A (en) * 2003-11-07 2005-06-02 Seiko Epson Corp Spring, spiral spring and hair spring for watch, and watch
US7837812B2 (en) * 2004-05-21 2010-11-23 Ati Properties, Inc. Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging
US8337750B2 (en) 2005-09-13 2012-12-25 Ati Properties, Inc. Titanium alloys including increased oxygen content and exhibiting improved mechanical properties
US7611592B2 (en) * 2006-02-23 2009-11-03 Ati Properties, Inc. Methods of beta processing titanium alloys
JP4666271B2 (en) * 2009-02-13 2011-04-06 住友金属工業株式会社 Titanium plate
US10053758B2 (en) 2010-01-22 2018-08-21 Ati Properties Llc Production of high strength titanium
US9255316B2 (en) 2010-07-19 2016-02-09 Ati Properties, Inc. Processing of α+β titanium alloys
US8499605B2 (en) * 2010-07-28 2013-08-06 Ati Properties, Inc. Hot stretch straightening of high strength α/β processed titanium
US9206497B2 (en) 2010-09-15 2015-12-08 Ati Properties, Inc. Methods for processing titanium alloys
US8613818B2 (en) 2010-09-15 2013-12-24 Ati Properties, Inc. Processing routes for titanium and titanium alloys
US10513755B2 (en) 2010-09-23 2019-12-24 Ati Properties Llc High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock
CN102581550B (en) * 2011-01-05 2014-11-05 中国科学院金属研究所 Preparation method for strong-strength, low-modulus and high-damping beta titanium alloy
US8652400B2 (en) 2011-06-01 2014-02-18 Ati Properties, Inc. Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys
EP2721187B1 (en) 2011-06-17 2017-02-22 Titanium Metals Corporation Method for the manufacture of alpha-beta ti-al-v-mo-fe alloy sheets
EP2900994B1 (en) * 2012-09-26 2016-12-21 GALVIN, George Frederic Piston
US9050647B2 (en) 2013-03-15 2015-06-09 Ati Properties, Inc. Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys
US9869003B2 (en) 2013-02-26 2018-01-16 Ati Properties Llc Methods for processing alloys
US9192981B2 (en) 2013-03-11 2015-11-24 Ati Properties, Inc. Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material
US9777361B2 (en) 2013-03-15 2017-10-03 Ati Properties Llc Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys
CN103341520B (en) * 2013-07-04 2016-03-23 中国科学院金属研究所 A kind of TB9 square-section titanium alloy wire materials preparation technology
US11111552B2 (en) 2013-11-12 2021-09-07 Ati Properties Llc Methods for processing metal alloys
EP3137639B1 (en) 2014-04-28 2020-01-01 National Coupling Company, Inc. Titanium alloy and parts made thereof
US10094003B2 (en) 2015-01-12 2018-10-09 Ati Properties Llc Titanium alloy
US10502252B2 (en) * 2015-11-23 2019-12-10 Ati Properties Llc Processing of alpha-beta titanium alloys
EP3222869B1 (en) * 2016-03-24 2020-05-06 Goodrich Actuation Systems Limited Torque limiting device
EP3301520A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-04 Nivarox-FAR S.A. Timepiece component having a high-entropy alloy
CN111032896B (en) 2017-08-28 2021-08-20 日本制铁株式会社 Timepiece component
KR102364142B1 (en) * 2017-08-28 2022-02-18 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Titanium alloy member
UA126001C2 (en) * 2017-10-06 2022-07-27 Монаш Юніверсіті Improved heat treatable titanium alloy
TWI645055B (en) * 2018-01-10 2018-12-21 大田精密工業股份有限公司 Golf club head alloy and method for fabricating same
US11001909B2 (en) * 2018-05-07 2021-05-11 Ati Properties Llc High strength titanium alloys
US11268179B2 (en) 2018-08-28 2022-03-08 Ati Properties Llc Creep resistant titanium alloys
CN111349815A (en) * 2020-04-13 2020-06-30 新疆湘润新材料科技有限公司 Ti-1300Z novel high-strength high-toughness titanium alloy and preparation method thereof
CN112317993B (en) * 2021-01-04 2021-04-30 西安稀有金属材料研究院有限公司 Preparation method of Ti35HS titanium alloy welding wire material
CN115612876B (en) * 2022-10-31 2023-11-14 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 Preparation method of beta-type titanium alloy plate
CN115747689B (en) * 2022-11-29 2023-09-29 湖南湘投金天钛业科技股份有限公司 High-plasticity forging method for Ti-1350 ultrahigh-strength titanium alloy large-size bar

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2974076A (en) * 1954-06-10 1961-03-07 Crucible Steel Co America Mixed phase, alpha-beta titanium alloys and method for making same
US2804409A (en) * 1956-02-06 1957-08-27 Titanium Metals Corp Heat treating titanium-base alloy products
US4799975A (en) * 1986-10-07 1989-01-24 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Method for producing beta type titanium alloy materials having excellent strength and elongation
JPH01279736A (en) * 1988-05-02 1989-11-10 Nippon Mining Co Ltd Heat treatment for beta titanium alloy stock
JPH0781177B2 (en) * 1990-10-12 1995-08-30 新日本製鐵株式会社 Method for manufacturing β-type titanium alloy strip
US5201967A (en) * 1991-12-11 1993-04-13 Rmi Titanium Company Method for improving aging response and uniformity in beta-titanium alloys
JPH05195175A (en) * 1992-01-16 1993-08-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Production of high fatigue strength beta-titanium alloy spring
JPH11223221A (en) * 1997-07-01 1999-08-17 Nippon Seiko Kk Rolling bearing
US6258182B1 (en) * 1998-03-05 2001-07-10 Memry Corporation Pseudoelastic β titanium alloy and uses therefor
US6402859B1 (en) * 1999-09-10 2002-06-11 Terumo Corporation β-titanium alloy wire, method for its production and medical instruments made by said β-titanium alloy wire

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113278902A (en) * 2021-05-25 2021-08-20 西北有色金属研究院 Performance regulation and control method of large-size TB9 titanium alloy wire

Also Published As

Publication number Publication date
EP1466028A4 (en) 2005-04-20
CN1602369A (en) 2005-03-30
CA2468263A1 (en) 2003-06-26
TW593706B (en) 2004-06-21
JP2005527699A (en) 2005-09-15
WO2003052155A1 (en) 2003-06-26
PL369514A1 (en) 2005-04-18
RU2004121454A (en) 2005-06-10
NO20042923L (en) 2004-07-08
US20030168138A1 (en) 2003-09-11
BR0214771A (en) 2004-12-14
EP1466028A1 (en) 2004-10-13
AU2002322053A1 (en) 2003-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG108742A (en) Method for processing beta titanium alloys
RU2259413C2 (en) Brick made out of a titanium alloy and a method of its production
RU2725391C2 (en) Processing of alpha-beta-titanium alloys
KR101847667B1 (en) High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock
KR101827017B1 (en) Production of high strength titanium alloys
US7611592B2 (en) Methods of beta processing titanium alloys
JPS63277745A (en) Production of titanium alloy member and member produced thereby
CN112105751B (en) High strength titanium alloy
JP2005076098A (en) HIGH-STRENGTH alpha-beta TITANIUM ALLOY
EP4317497A1 (en) Material for the manufacture of high-strength fasteners and method for producing same
JP5210874B2 (en) Cold workable titanium alloy
JP4715048B2 (en) Titanium alloy fastener material and manufacturing method thereof
JPH03180453A (en) Production of aluminum alloy stock for cold forging
JPH0967622A (en) Production of high strength non-heat treated steel wire for bolt, excellent in cold heading property
RU2793901C1 (en) Method for obtaining material for high-strength fasteners
RU2793901C9 (en) Method for obtaining material for high-strength fasteners
JPH07150316A (en) Manufacture of (alpha+beta) type ti alloy forged material
EP1654393B1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURE OF parts FROM TITANIUM OR A TITANIUM ALLOY
RU2183691C2 (en) Method for making products of titanium alloy
JPH02310348A (en) Manufacture of alpha+beta titanium alloy rolled bar and wire having good structure
Polok-Rubiniec et al. Microstructure and service properties of copper alloys
JP2007321176A (en) Titanium alloy rod wire for coil spring and production method therefor
Marquardt et al. Processing and Properties of Allvac® 38-644 Alloy for Titanium Automotive Suspension Springs
JPS647151B2 (en)
JPH0967650A (en) Rod or wire rod of normalized hot rolled steel excellent in cold heading property