DE1558460B1 - Verfahren zur Herstellung von Mikrodispersionen in Titan oder Titanlegierungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Mikrodispersionen in Titan oder TitanlegierungenInfo
- Publication number
- DE1558460B1 DE1558460B1 DE19671558460 DE1558460A DE1558460B1 DE 1558460 B1 DE1558460 B1 DE 1558460B1 DE 19671558460 DE19671558460 DE 19671558460 DE 1558460 A DE1558460 A DE 1558460A DE 1558460 B1 DE1558460 B1 DE 1558460B1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- titanium
- dispersions
- microdispersions
- alloys
- production
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/045—Alloys based on refractory metals
- C22C1/0458—Alloys based on titanium, zirconium or hafnium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S75/00—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
- Y10S75/956—Producing particles containing a dispersed phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Mikrodispersionen in Titan oder Titanlegierungen. Bei den Dispersionen handelt es sich um die Elemente Bor, Cer, Schwefel und Thorium, deren Verbindungen untereinander oder mit anderen Elementen.
- Gemäß der Erfindung soll die aus Titan oder einer Titanlegierung bestehende Matrix zusammen mit den in feinverteilter Form in ihr enthaltenen Dispersionen homogen geschmolzen und dann in Kokillen gegossen werden. Die Schmelze wird durch Spritzen an eine kalte Kokillenwand granuliert. Die Teilchen sollen vorzugsweise mit einer Größe von 50 bis zu einigen hundert #tm gegossen werden. Das Granulat kann durch Warmpressen verdichtet und gegebenenfalls unter Druck im warmen Zustand plastisch zu einem Gegenstand mit hoher Dichte verformt werden.
- Bei dem beschriebenen Gießvorgang werden die dispergierten Einlagerungen in der Matrix in extrem großer Feinheit eingelagert, obwohl sie im festen Zustand in ihr unlöslich sind, weil ihnen durch das schnelle Abgießen keine Zeit zum Wachsen gegeben wird. So stellen sich die Einschlüsse als mikrofeine Dispersionen in den Granulatkörnern dar, die, obwohl selbst sehr fein, im Verhältnis zu den in ihnen dispergierten Teilchen sehr grob sind. So mögen die Granulatkörner eine Teilchengröße von 50 bis zu einigen hundert V.m besitzen, während die darin dispergierten Teilchen eine Größe von weniger als 1 #zm haben.
- Die Vorteile von Einschlüssen in feinverteilter Form in Legierungen für Hochtemperaturzwecke sind bekannt und ebenfalls verschiedene Verfahren zu ihrer Herstellung. Ublicherweise werden Dispersionen in einer Matrix durch Ausscheidung während einer geeigneten Wärmebehandlung erzeugt. Die Legierungen enthalten dabei Komponenten, welche im festen Zustand der Legierung in ihr löslich sind, und zwar bei höheren Temperaturen mehr und bei niedrigen Temperaturen weniger. Da die meisten dieser durch Ausscheidung erzeugten Komponenten bei höheren Temperaturen in der Grundlegierung löslich sind, sind sie in diesem Temperaturbereich nur von geringem Nutzen. Bei höheren Temperaturen sind daher Dispersionen erwünscht, welche im festen und flüssigen Zustand in der Matrix nicht löslich sind.
- Legierungen, welche unlösliche, stabile und inerte Dispersionen enthalten, und Verfahren zu ihrer Herstellung sind ebenfalls bekannt. Das meist angewandte übliche Verfahren besteht darin, das zu außerordentlich feinem Pulver gemahlene Matrixmetall mit den in ebenfalls pulverförmigem Zustand vorliegenden Dispersionen innig zu mischen, zu pressen und zu sintern. Im Falle von Titan ist diese Verfahrensweise aber wegen der hohen Reaktionsfähigkeit von feinem Titanpulver und der großen Löslichkeit von Verunreinigungen, z. B. von Sauerstoff, nicht geeignet. Granulatkörner, wie sie gemäß der Erfindung hergestellt werden, haben dagegen eine einige hundertmal kleinere Oberfläche in bezug auf ihre Masse als gewöhnliche Pulver; ihre Handhabung ist daher nicht schwierig.
- Eine andere bekannte Verfahrensweise zur Erzeugung stabiler Dispersionen besteht in der inneren Oxydation von festen Lösungen reaktionsfreudiger Metalle in einem weniger reaktionsfähigen Matrixmetall, z. B. Titan in fester Lösung mit bestimmten Seltenen f Erdmetallen, die an Ort und Stelle zu stabilen Oxydpartikeln oxydiert werden können. Die miteinander gekoppelten Forderungen nach Löslichkeit mit der metallischen Komponente im festen Zustand und größerer Reaktionsfähigkeit als Titan begrenzen die Möglichkeiten für eine Verwendung der Seltenen Erden als Dispersionsstoffe. Darüber hinaus sind die Oxyde der Seltenen Erden nur in Titan stabil, das selbst einen Sauerstoffgehalt enthält, der gewöhnlich unerwünscht ist.
- Erfindungsgemäß hergestellte Mikrodispersionen ergeben im daraus gefertigten Werkstück bessere Kriecheigenschaften - bei erhöhten Temperaturen als sie bei Titan und Titanlegierungen mit eingelagerten Stoffen in feinverteilter Form bisher festgestellt werden konnten.
- An Hand des nachfolgenden Beispiels soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden. Beispiel Es werden flüssige Titanlegierungen mit bis 2% Bor, bis 6% Thorium, bis 3% Cer, 1% Schwefel, einzeln oder gemeinsam, in einer solchen Menge, daß ein Maximum von etwa 5 Volumprozent Teilchen gebildet wird, wie oben beschrieben granuliert. Das Granulat wird dann durch bekannte Verfahren, z. B. Heißpressen, verdichtet. Aus den warmgepreßten Knüppeln werden durch gebräuchliche Mittel Walzerzeugnisse hergestellt.
- Die beste Brauchbarkeit von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, inerte Dispersionen enthaltenden'Legierungen tritt unter La ngzeit- und/ oder Hochtemperaturbedingungen auf.
- Die folgende Tabelle I zeigt die Kriechfestigkeit einer Titanlegierung nach Langzeitalterung ohne und mit inerten mikrofeinen Dispersionen gemäß der Erfindung:
Tabelle I Kriechverformung gealtert während 200 Stunden bei 600'C Legierung und belastet mit 21 kg/mm2 bei 550°C für eine Dauer von 150 Stunden Ti-6A1-2 Sn-4 Zr-2 Mo . . . . . . . . . . 0,421 Ti-6A1-2 Sn-4 Zr-2 Mo-1,7 Ce-0,5 S 0,167 - Der Einfluß der Teilchengröße von feinverteilten Einschlüssen in Titan und Titanlegierungen wird durch den nachfolgenden Vergleich erläutert. Es wurde ein Dispersionsstoff in einer sehr groben Körnung hergestellt und die Kriechverformung an zwei Titanlegierungen mit und ohne -Dispersionen gemäß Tabelle II bestimmt:
Tabelle II Kriechverformung Legierung 550°C - 21 kg/mm=- 150 Stunden Ti-8A1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,06% Ti-8A1 und dispergierte Ein- schlösse 0 ...... ............. 0,20% Fortsetzung Kriechverformung Legierung 550 (- --- 21 I kg mm= 150 Stunden Ti-8A1-1 Mo-IV . . . . . . . . . . . . . . . 0,26% Ti-8A1-1 Mo-1V und dispergierte Einschlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,50% Tabelle III Kriechverformung Legierung 550° C - 21 kg/mm= - 150 Stunden Ti-Al ........................ 0,06% T1-Al und dispergierte Ein- schlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,005%
Claims (2)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Mikrodispersionen der Elemente Bor, Cer, Schwefel und Thorium, deren Verbindungen untereinander oder mit anderen Elementen in Titan oder Titanlegierungen, wobei das Titan oder die Titanlegierung zusammen mit den Dispersionen homogen geschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze zur Bildung feinverteilter Mikrodispersionen in dem erstarrten Titan oder der Titanlegierung durch Spritzen an eine kalte Kokillenwand zu kleinen Teilchen granuliert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in Teilchen einer Größe von 50 bis einigen hundert #tm gegossen wird und die darin eingelagerten Dispersionen eine Teilchengröße von weniger als 1 #tm aufweisen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US558589A US3379522A (en) | 1966-06-20 | 1966-06-20 | Dispersoid titanium and titaniumbase alloys |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1558460B1 true DE1558460B1 (de) | 1971-12-02 |
Family
ID=24230140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671558460 Pending DE1558460B1 (de) | 1966-06-20 | 1967-04-08 | Verfahren zur Herstellung von Mikrodispersionen in Titan oder Titanlegierungen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3379522A (de) |
BE (1) | BE699665A (de) |
DE (1) | DE1558460B1 (de) |
GB (1) | GB1124435A (de) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3622406A (en) * | 1968-03-05 | 1971-11-23 | Titanium Metals Corp | Dispersoid titanium and titanium-base alloys |
US3807995A (en) * | 1971-09-07 | 1974-04-30 | C Dohogne | Metal composite |
US3963525A (en) * | 1974-10-02 | 1976-06-15 | Rmi Company | Method of producing a hot-worked titanium product |
US4129438A (en) * | 1976-03-23 | 1978-12-12 | Rmi Company | Method of adding trace elements to base metals |
FR2464112A1 (fr) * | 1979-08-27 | 1981-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de pieces en alliage a base de titane par metallurgie des poudres |
US4639281A (en) * | 1982-02-19 | 1987-01-27 | Mcdonnell Douglas Corporation | Advanced titanium composite |
EP0192953A1 (de) * | 1985-02-15 | 1986-09-03 | General Electric Company | Oxisulfiddispersionverstärkte Titanlegierungen |
EP0199198A1 (de) * | 1985-04-12 | 1986-10-29 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Titanlegierung mit guter Zerspanbarkeit |
US4906430A (en) * | 1988-07-29 | 1990-03-06 | Dynamet Technology Inc. | Titanium diboride/titanium alloy metal matrix microcomposite material and process for powder metal cladding |
JP3306822B2 (ja) * | 1997-09-16 | 2002-07-24 | 株式会社豊田中央研究所 | 焼結Ti合金材料およびその製造方法 |
US20040221929A1 (en) | 2003-05-09 | 2004-11-11 | Hebda John J. | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby |
US7837812B2 (en) * | 2004-05-21 | 2010-11-23 | Ati Properties, Inc. | Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging |
CA2623544A1 (en) | 2005-10-06 | 2007-04-19 | International Titanium Powder, Llc | Titanium or titanium alloy with titanium boride dispersion |
US7879286B2 (en) * | 2006-06-07 | 2011-02-01 | Miracle Daniel B | Method of producing high strength, high stiffness and high ductility titanium alloys |
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 |
US8613818B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-12-24 | Ati Properties, Inc. | Processing routes for titanium and titanium alloys |
US9206497B2 (en) | 2010-09-15 | 2015-12-08 | Ati Properties, Inc. | Methods for processing titanium alloys |
US10513755B2 (en) | 2010-09-23 | 2019-12-24 | Ati Properties Llc | High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock |
US8652400B2 (en) | 2011-06-01 | 2014-02-18 | Ati Properties, Inc. | Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys |
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 |
US11111552B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-09-07 | Ati Properties Llc | Methods for processing metal alloys |
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 |
CN116136006A (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-19 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种钛合金、一种钛合金钻杆管材及其制造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1031528B (de) * | 1952-10-09 | 1958-06-04 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Verfahren zur Erzeugung von Metall- oder Metallegierungspulvern |
DE1194152B (de) * | 1964-03-06 | 1965-06-03 | Bundesrep Deutschland | Verfahren zum Dispergieren von unloeslichen Stoffen in Metallschmelzen, insbesondere zur Herstellung dispersionsgehaerteter Gusslegierungen |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2304130A (en) * | 1937-12-01 | 1942-12-08 | Chemical Marketing Company Inc | Process for the conversion of metals into finely divided form |
US2967351A (en) * | 1956-12-14 | 1961-01-10 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Method of making an aluminum base alloy article |
US2897539A (en) * | 1957-03-25 | 1959-08-04 | Titanium Metals Corp | Disintegrating refractory metals |
US3246982A (en) * | 1962-08-16 | 1966-04-19 | Reynolds Metals Co | Method of making a solid length of aluminous metal |
-
1966
- 1966-06-20 US US558589A patent/US3379522A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-04-08 DE DE19671558460 patent/DE1558460B1/de active Pending
- 1967-06-08 BE BE699665D patent/BE699665A/xx unknown
- 1967-06-09 GB GB26855/67A patent/GB1124435A/en not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1031528B (de) * | 1952-10-09 | 1958-06-04 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Verfahren zur Erzeugung von Metall- oder Metallegierungspulvern |
DE1194152B (de) * | 1964-03-06 | 1965-06-03 | Bundesrep Deutschland | Verfahren zum Dispergieren von unloeslichen Stoffen in Metallschmelzen, insbesondere zur Herstellung dispersionsgehaerteter Gusslegierungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1124435A (en) | 1968-08-21 |
US3379522A (en) | 1968-04-23 |
BE699665A (de) | 1967-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1558460B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mikrodispersionen in Titan oder Titanlegierungen | |
DE69223194T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundlegierungspulver mit Aluminiummatrix | |
DE3881011T2 (de) | Ausgangsmaterial fuer das schlickergiessverfahren fuer metallpulver und verfahren zur herstellung von gesinterten formkoerpern. | |
DE69915797T2 (de) | Verfahren zur herstellung dichter teile durch uniaxiales pressen agglomerierter kugelförmiger metallpulver. | |
DE2505934B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines amalgamierbaren Legierungspulvers und Verwendung desselben für die Herstellung von Dentalamalgam | |
DE1283547B (de) | Verfahren zum Erhoehen der Zugfestigkeit, Dehngrenze und Zeitstandfestigkeit und zurStabilisierung der Kornorientierung von dispersionsgehaerteten Legierungen | |
DE3138669A1 (de) | Verfahren zum herstellen geformter gegenstaende | |
DE2200670B2 (de) | ||
DE2631906A1 (de) | Metallpulvermischung fuer die herstellung von in der zahnheilkunde verwendbaren zahnamalgamen durch mischen mit quecksilber | |
DE1558805A1 (de) | Verfahren zur Bearbeitung von durch Dispersion verstaerkten Metallen und Metallegierungen | |
DE1533320C3 (de) | Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von porösen Metallkörpern | |
DE2549298C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer gesinterten Silber-Cadmiumoxyd-Legierung | |
DE3308889A1 (de) | Verfahren zum herstellen von kernbrennstoff-pellets | |
DE3313736A1 (de) | Hochfester formkoerper aus einer mechanisch bearbeitbaren pulvermetall-legierung auf eisenbasis, und verfahren zu dessen herstellung | |
EP0108197A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Silber-Zinn-Legierungen für zahnärztliche Amalgame | |
DE1558460C (de) | Verfahren zur Herstellung von Mikro dispersionen in Titan oder Titanlegierun gen | |
DE69218109T2 (de) | Verdichtete und verfestigte Wirkstoffe aus Aluminium-Legierung | |
DE3204794C2 (de) | ||
DE1291127B (de) | Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung hochtemperaturbestaendiger Mo- oder W-Legierungen | |
DE2039972C3 (de) | Verfahren zum Herstellen eines feinteiligen magnetischen Pulvers aus einer intermetallischen Verbindung mit einem Seltenen Erdmetall | |
DE2013038A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kupfer oder Silber enthaltenden Wolfram- und/oder Molybdän-Pulverzusammensetzungen | |
DE3442594A1 (de) | Pulvermetallurgische verarbeitung fuer vorlegierungspulver | |
DE758112C (de) | Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten durch Sintern | |
DE2917882C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines kupferhaltigen Eisenpulvers | |
DE2063388C3 (de) | Pulvergemisch zur Herstellung oxydationsbeständiger Sinterkörper sowie aus solchen Pulergemischen bestehende oxydationsbeständige Sinterkörper |