ES2948640T3 - Aleaciones de titanio resistentes a la fluencia - Google Patents
Aleaciones de titanio resistentes a la fluencia Download PDFInfo
- Publication number
- ES2948640T3 ES2948640T3 ES19867058T ES19867058T ES2948640T3 ES 2948640 T3 ES2948640 T3 ES 2948640T3 ES 19867058 T ES19867058 T ES 19867058T ES 19867058 T ES19867058 T ES 19867058T ES 2948640 T3 ES2948640 T3 ES 2948640T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- alloy
- titanium alloy
- titanium
- total weight
- weight
- 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.)
- Active
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 95
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 95
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 22
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- ZXLQNEUNTNGOKV-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Ge].[Si] Chemical compound [Zr].[Ge].[Si] ZXLQNEUNTNGOKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 229910018459 Al—Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000927 Ge alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008310 Si—Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing 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
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Una realización no limitante de una aleación de titanio comprende, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: 5,5 a 6,5 aluminio; 1,5 a 2,5 latas; 1,3 a 2,3 molibdeno; 0,1 a 10,0 circonio; 0,01 a 0,30 silicio; 0,1 a 2,0 germanio; titanio; e impurezas. Una realización no limitante de la aleación de titanio comprende un precipitado intermetálico de circonio-silicio-germanio y presenta una velocidad de fluencia en estado estacionario inferior a 8x10-4 (24 horas)-1 a una temperatura de al menos 890 °F bajo una carga. de 52 ksi. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aleaciones de titanio resistentes a la fluencia
Campo de la tecnología
La presente divulgación se refiere a aleaciones de titanio resistentes a la fluencia.
Descripción de los antecedentes de la tecnología
Las aleaciones de titanio presentan normalmente una elevada relación resistencia con respecto al peso, son resistentes a la corrosión y son resistentes a la fluencia a temperaturas moderadamente altas. Por ejemplo, la aleación Ti-5AI-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr (también denominada "aleación Ti-17", cuya composición se especifica en UNS R58650) es una aleación comercial que se utiliza ampliamente para aplicaciones de motores a reacción que requieren una combinación de alta resistencia, resistencia a la fatiga y tenacidad a temperaturas de funcionamiento de hasta 426 °C (800 °F). Otros ejemplos de aleaciones de titanio utilizadas para aplicaciones de alta temperatura incluyen la aleación Ti-6AI-2Sn-4Zr-2Mo (que tiene una composición especificada en UNS R54620) y la aleación Ti-3AI-8V-6Cr-4Mo-4Zr (también denominada "Beta-C ", cuya composición se especifica en UNS R58640). Sin embargo, existen límites para la resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas en estas aleaciones. En consecuencia, se ha desarrollado la necesidad de aleaciones de titanio que tengan una resistencia a la fluencia mejorada a temperaturas elevadas. Sumario
La invención proporciona una aleación de titanio de acuerdo con la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas. La invención proporciona además un método para fabricar una aleación de titanio de acuerdo con la reivindicación 14 de las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Las características y ventajas de las aleaciones, artículos y métodos descritos en el presente documento pueden comprenderse mejor por referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 es un gráfico que traza la deformación por fluencia a lo largo del tiempo para ciertas realizaciones no limitativas de aleaciones de titanio de acuerdo con la presente divulgación en comparación con ciertas aleaciones de titanio convencionales.
La Figura 2 incluye una micrografía de una realización no limitativa de una aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación, y un gráfico que muestra los resultados de una exploración de rayos X de dispersión de energía (XRD) de la aleación antes de la exposición a carga sostenida;
La Figura 3 incluye una micrografía de la aleación de titanio de la Figura 2, y un gráfico que muestra los resultados de una exploración XRD de la aleación y la división de Zr/Si/Ge en un precipitado intermetálico después de calentar la aleación a 482 °C (900 °F) durante 125 horas bajo una carga sostenida de 358,5 MPa (52 ksi); y
La Figura 4 muestra mapas elementales para la aleación de titanio de la Figura 3.
El lector apreciará los detalles anteriores, así como otros, tras considerar la siguiente descripción detallada de determinadas realizaciones no limitantes de acuerdo con la presente divulgación.
Descripción detallada de determinadas realizaciones no limitantes
En la presente descripción de las realizaciones no limitantes, aparte de en los ejemplos de operación, o donde se indique otra cosa, todos los números que expresan las cantidades o características deben entenderse como modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". En consecuencia, salvo que se indique lo contrario, cualesquier parámetros numéricos expuestos en la siguiente descripción son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se pretenda obtener en los materiales y por los métodos de acuerdo con la presente divulgación. Como mínimo y sin por ello intentar limitar la aplicación de la teoría de equivalentes al ámbito de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe interpretarse al menos a la luz del número de dígitos significativos indicados y mediante la aplicación de las técnicas de redondeo habituales. Todos los intervalos descritos en el presente documento incluyen los puntos extremo descritos a menos que se indique lo contrario.
La referencia aquí a una aleación de titanio que "comprende" una composición particular pretende abarcar aleaciones "que consisten esencialmente en" o "que consisten en" la composición indicada. Se entenderá que las composiciones de aleación de titanio descritas en el presente documento "que comprenden", "que consisten en" o "que consisten esencialmente en" una composición particular también pueden incluir impurezas.
Los artículos y las piezas en entornos a alta temperatura pueden experimentar fluencia. Tal como se usa en el presente documento, "alta temperatura" se refiere a temperaturas superiores a aproximadamente 93 °C (200 °F). La fluencia es una deformación dependiente del tiempo que se produce bajo tensión. La fluencia que se produce a una velocidad de deformación decreciente se denomina fluencia primaria; la fluencia que se produce a una velocidad de deformación mínima y casi constante se denomina fluencia secundaria (en estado estacionario); y la fluencia que se produce a una velocidad de deformación acelerada se denomina fluencia terciaria. La resistencia a la fluencia es la tensión que provocará una determinada deformación por fluencia en un ensayo de fluencia en un tiempo determinado en un entorno constante especificado.
El comportamiento de resistencia a la fluencia del titanio y las aleaciones de titanio a alta temperatura y bajo una carga sostenida depende principalmente de las características microestructurales. El titanio tiene dos formas alotrópicas: una fase beta ("p"), que tiene una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo ("bcc"); y una fase alfa ("a"), que tiene una estructura cristalina empaquetada hexagonal cerrada ("hcp"). En general, las aleaciones de titanio p presentan una escasa resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas. La escasa resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas es el resultado de una concentración significativa de fase p que presentan estas aleaciones a temperaturas elevadas como, por ejemplo, 482 °C (900 °F). La fase p no resiste bien la fluencia debido a su estructura cúbica centrada en el cuerpo, que proporciona un gran número de mecanismos de deformación. Como resultado de estas deficiencias, el uso de aleaciones de titanio p ha sido limitado.
Un grupo de aleaciones de titanio ampliamente utilizado en una variedad de aplicaciones es la aleación de titanio a/p. En las aleaciones de titanio a/p, la distribución y el tamaño de las partículas a primarias pueden afectar directamente a la resistencia a la fluencia. De acuerdo con varias informaciones publicadas de investigaciones sobre aleaciones de titanio a/p que contienen silicio, la precipitación de siliciuros en los límites de grano puede mejorar aún más la resistencia a la fluencia, pero en detrimento de la ductilidad a la tracción a temperatura ambiente. La reducción de la ductilidad a la tracción a temperatura ambiente que se produce con la adición de silicio limita la concentración de silicio que puede añadirse, generalmente, a 0,3 % (en peso).
La presente divulgación, en parte, hace referencia a aleaciones que abordan algunas de las limitaciones de las aleaciones de titanio convencionales. La aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación incluye (es decir, comprende), en porcentaje en peso basado en el peso total de la aleación: de 5,5 a 6,5 de aluminio; de 1,5 a 2,5 de estaño; de 1,3 a 2,3 de molibdeno; de 0,1 a 10,0 de circonio; de 0,01 a 0,30 de silicio; de 0,1 a 0,4 de germanio; el resto titanio, e impurezas. Una realización de la aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación incluye, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: de 5,5 a 6,5 de aluminio; de 1,7 a 2,1 de estaño; de 1,7 a 2,1 de molibdeno; de 3,4 a 4,4 de circonio; de 0,03 a 0,11 de silicio; de 0,1 a 0,4 de germanio; titanio; e impurezas. Otra realización más de la aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación incluye, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: de 5,9 a 6,0 de aluminio; de 1,9 a 2,0 de estaño; de 1,8 a 1,9 de molibdeno; de 3,7 a 4,0 de circonio; de 0,06 a 0,11 de silicio; de 0,1 a 0,4 de germanio; titanio; e impurezas. En realizaciones no limitantes de aleaciones de acuerdo con esta divulgación, los elementos incidentales y otras impurezas en la composición de la aleación pueden comprender o consistir esencialmente en uno o más de oxígeno, hierro, nitrógeno, carbono, hidrógeno, niobio, wolframio, vanadio, tantalio, manganeso, níquel, hafnio, galio, antimonio, cobalto y cobre. Ciertas realizaciones no limitantes de aleaciones de titanio de acuerdo con la presente divulgación pueden comprender, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 0,01 a 0,25 de oxígeno, de 0 a 0,30 de hierro, de 0,001 a 0,05 de nitrógeno, de 0,001 a 0,05 de carbono, de 0 a 0,015 de hidrógeno, y de 0 hasta 0,1 de cada uno de niobio, wolframio, hafnio, níquel, galio, antimonio, vanadio, tantalio, manganeso, cobalto y cobre.
Puede incluirse aluminio en las aleaciones de acuerdo con la presente divulgación para aumentar el contenido alfa y proporcionar una mayor resistencia. El aluminio está presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 5,5-6,5 %, o en ciertas realizaciones, 5,9-6,0 %.
El estaño puede incluirse en las aleaciones de acuerdo con la presente divulgación para aumentar el contenido alfa y proporcionar una mayor resistencia. El estaño está presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 1,5-2,5 %, o en ciertas realizaciones, 1,7-2,1 %.
Puede incluirse molibdeno en las aleaciones de acuerdo con la presente divulgación para aumentar el contenido de beta y proporcionar una mayor resistencia. El molibdeno está presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 1,3-2,3 %, o en ciertas realizaciones, 1,7-2,1 %.
El circonio puede incluirse en las aleaciones de acuerdo con la presente divulgación para aumentar el contenido alfa, proporcionan una mayor resistencia y proporcionan una mayor resistencia a la fluencia al formar un precipitado intermetálico. El circonio está presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 0,1 10 %. En ciertas realizaciones no limitantes, el circonio puede estar presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 3,4-4,4 %, o en ciertas realizaciones, 3,5-4,3 %.
Puede incluirse silicio en las aleaciones de acuerdo con la presente divulgación para proporcionar una mayor resistencia a la fluencia mediante la formación de un precipitado intermetálico. En determinadas realizaciones no limitantes de acuerdo con la presente divulgación, el silicio puede estar presente en concentraciones en peso, basado
en el peso total de la aleación, de 0,01-0,30 %. El silicio está presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 0,03-0,11 %, o en ciertas realizaciones, 0,06-0,11 %.
Puede incluirse germanio en realizaciones de aleaciones de titanio de acuerdo con la presente divulgación para mejorar el comportamiento de la velocidad de fluencia secundaria a temperaturas elevadas. El germanio está presente en concentraciones en peso, basado en el peso total de la aleación, de 0,1-0,4 %. Sin desear quedar ligados a teoría alguna, se cree que el contenido de germanio de las aleaciones junto con un tratamiento térmico adecuado puede promover la precipitación de un precipitado intermetálico de circonio-silicio-germanio. Las adiciones de germanio pueden ser de, por ejemplo, metal puro o una aleación maestra de germanio y uno o más elementos metálicos adecuados. Si-Ge y Al-Ge pueden ser ejemplos adecuados de aleaciones maestras. Ciertas aleaciones maestras pueden estar en polvo, gránulos, alambre, virutas trituradas, o en forma de hoja. Las aleaciones de titanio descritas en el presente documento no están limitadas a este respecto. Después de la fusión final para lograr una mezcla sustancialmente homogénea de titanio y elementos de aleación, el lingote fundido se puede trabajar termomecánicamente a través de una o más etapas de forja, laminación, extrusión, estiramiento, estampado, recalcado y recocido para lograr la microestructura deseada. Debe entenderse que las aleaciones de la presente divulgación pueden trabajarse termomecánicamente y/o tratarse mediante otros métodos adecuados.
El método para fabricar una aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación comprende el tratamiento térmico por recocido, tratamiento en solución y recocido, tratamiento en solución y envejecimiento (STA), envejecimiento directo, o una combinación de ciclos térmicos para obtener el equilibrio deseado de propiedades mecánicas. Tal como se usa en el presente documento, un proceso de "tratamiento en solución y envejecimiento (STA)" se refiere a un proceso de tratamiento térmico aplicado a aleaciones de titanio que incluye el tratamiento en solución de una aleación de titanio a una temperatura de tratamiento en solución por debajo de la temperatura de la p-transus de la aleación de titanio. La temperatura de tratamiento en solución está en un intervalo de temperatura de aproximadamente 971 °C (1780 °F) a aproximadamente 982 °C (1800 °F). La aleación tratada en solución se envejece posteriormente calentando la aleación durante un período de tiempo a un intervalo de temperatura de envejecimiento que es menor que la temperatura p-transus y menor que la temperatura de tratamiento en solución de la aleación de titanio. Tal como se usa en el presente documento, las expresiones tales como "calentado hasta" o "calentamiento hasta", etc., con referencia a una temperatura, un intervalo de temperatura o una temperatura mínima, significan que la aleación se calienta hasta que al menos la porción deseada de la aleación tiene una temperatura al menos igual a la temperatura mencionada o mínima, o dentro del intervalo de temperatura mencionado en toda la extensión de la porción. El tiempo de tratamiento en solución es de aproximadamente 4 horas. Una vez finalizado el tratamiento en solución, la aleación de titanio se enfría hasta la temperatura ambiente a una velocidad que depende del espesor de la sección transversal de la aleación de titanio.
La aleación de titanio tratada en solución se envejece posteriormente a una temperatura de envejecimiento, también denominada en el presente documento "temperatura de endurecimiento por envejecimiento", que se encuentra en el campo bifásico a+p por debajo de la temperatura de la p-transus de la aleación de titanio. En una realización no limitante, la temperatura de envejecimiento está en un intervalo de temperatura de aproximadamente 552 °C (1025 °F) a aproximadamente 607 °C (1125 °F). El tiempo de envejecimiento es de aproximadamente 8 horas. Las técnicas generales utilizadas en el procesamiento STA de las aleaciones de titanio son conocidas por los profesionales con conocimientos ordinarios en la materia y, por lo tanto, no se analizan más en el presente documento.
Si bien se reconoce que las propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio están generalmente influenciadas por el tamaño del espécimen que se está analizando, en ciertas realizaciones no limitantes de la aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación, la aleación de titanio presenta una velocidad de fluencia en estado estacionario (también conocida como secundaria o "fase II") inferior a 8 * 10'4 (24 h)'1 a una temperatura de al menos 477 °C (890 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi). Además, por ejemplo, ciertas realizaciones no limitantes de aleaciones de titanio de acuerdo con la presente divulgación pueden presentar una velocidad de fluencia en estado estacionario (secundaria o fase II) inferior a 8 * 10‘4 (24 h)’1 a una temperatura de 482 °C (900 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi). En determinadas realizaciones no limitantes de acuerdo con la presente divulgación, la aleación de titanio presenta una resistencia máxima a la tracción de al menos 896,3 MPa (130 ksi) a 482 °C (900 °F). En otras realizaciones no limitantes, una aleación de titanio de acuerdo con la presente divulgación presenta un tiempo hasta una deformación por fluencia del 0,1 % de no menos de 20 horas a 482 °C (900 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi).
Los ejemplos que siguen están destinados a describir adicionalmente realizaciones no limitantes de acuerdo con la presente divulgación, sin restringir el alcance de la presente invención. Las personas normalmente expertas en la materia apreciarán que son posibles variaciones de los siguientes ejemplos dentro del alcance de la invención, que se define únicamente por las reivindicaciones.
EJEMPLO 1
La Tabla 1 enumera las composiciones elementales de ciertas realizaciones no limitativas de aleaciones de titanio de acuerdo con la presente divulgación ("Aleación de titanio experimental n.° 1", "Aleación de titanio experimental n.° 2", y "Aleación de titanio experimental n.° 3"), junto con una aleación de titanio comparativa que no incluye una adición
intencional de germanio ("Aleación de titanio comparativa").
Tabla 1
El calor de fusión por arco de plasma (PAM) de la Aleación de titanio comparativa, Aleación de titanio experimental n.° 1, Aleación de titanio experimental n.° 2 y Aleación de titanio experimental n.° 3 enumeradas en la Tabla 1 se produjeron usando hornos de arco de plasma para producir electrodos de 23 cm (9 pulgadas) de diámetro, con un peso cada uno de aproximadamente 182-364 kg (400-800 lb). Los electrodos se refundieron en un horno de refundición por arco al vacío (VAR) para producir lingotes de 25,4 cm (10 pulgadas) de diámetro. Cada lingote se convirtió en un tocho de 7,6 cm (3 pulgadas) de diámetro utilizando una prensa de trabajo en caliente. Después de una etapa de forja p hasta un diámetro de 17,8 cm (7 pulgadas), una etapa de forja de predeformación a+p hasta un diámetro de 12,7 cm (5 pulgadas), y una etapa de forja de acabado p hasta un diámetro de 7,6 cm (3 pulgadas), los extremos de cada tocho se recortaron para eliminar el rechupe y las grietas de extremo, y los tochos se cortaron en múltiples piezas. Se tomaron muestras de la parte superior de cada tocho y de la parte inferior del tocho más baja a 17,8 cm (7 pulgadas) de diámetro para determinar la química y la p-transus. Basándose en los resultados químicos de los tochos intermedios, se cortaron muestras de 5,1 cm (2 pulgadas) de largo de los tochos y se forjaron en torta en la prensa. Los especímenes de torta se trataron con calor hasta una condición de tratamiento en solución y envejecido de la siguiente manera: tratamiento en solución de la aleación de titanio de 971 °C (1780 °F) a 982 °C (1800 °F) durante 4 horas; enfriamiento de la aleación de titanio a temperatura ambiente a una velocidad que depende de un espesor de la sección transversal de la aleación de titanio; envejecimiento de la aleación de titanio de 552 °C (1025 °F) a 607 °C (1125 °F) durante 8 horas; y enfriamiento por aire de la aleación de titanio.
Se cortaron piezas en bruto de ensayo para ensayos de tracción a temperatura ambiente y alta, ensayos de fluencia, tenacidad a la fractura y análisis de microestructura de los especímenes de torta procesados por STA. Se realizó un análisis químico final en la probeta de tenacidad a la fractura después del ensayo para garantizar una correlación precisa entre la química y las propiedades mecánicas. Ciertas propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio experimentales enumeradas en la Tabla 1 se midieron y compararon con las de la aleación de titanio comparativa enumerada en la Tabla 1. Los resultados se muestran en la Tabla 2. Los ensayos de tracción se llevaron acabo de acuerdo con la norma E8/E8M-09 de la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) ("Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials", ASTM International, 2009). Como muestran los resultados enumerados en la Tabla 2, las muestras experimentales de aleación de titanio presentaron una resistencia máxima a la tracción y un límite elástico a temperatura ambiente comparable con la aleación de titanio comparativa, que no incluía una adición intencional de germanio.
Tabla 2
continuación
Se realizaron pruebas de ruptura por fluencia de acuerdo con la norma ASTM E139 en las aleaciones enumeradas en la Tabla 1. Los resultados se presentan en la Figura 1. Las aleaciones de titanio experimentales de la presente divulgación presentaron velocidades de fluencia secundaria muy favorables en relación con la aleación de titanio comparativa. Haciendo referencia a las Figuras 2-4, se detectó la precipitación de una fase intermetálica de zirconiosilicio-germanio en la aleación de titanio experimental n.°2 después de la exposición a la fluencia a una carga sostenida y a una temperatura elevada superior al tiempo de fluencia primaria (o fase I). Como se muestra en la Figura 1, las muestras experimentales de aleación de titanio de la presente divulgación presentaron una fluencia en estado estacionario después de aproximadamente 30 horas a 482 °C (900 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi). La Aleación de titanio comparativa mostró un tiempo hasta una deformación por fluencia del 0,1 % de 19,4 horas a 482 °C (900 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi). Aleación de titanio experimental n.° 1, La Aleación de titanio experimental n.° 2 y la Aleación de titanio experimental n.° 3 presentaron un tiempo significativamente mayor hasta una deformación por fluencia del 0,1 % a 482 °C (900 °F) bajo una carga de 358 MPa (52 ksi): 32,6 horas, 55,3 horas y 93,3 horas, respectivamente.
Las muestras examinadas antes de la exposición a la fluencia (pero después de los tratamientos térmicos) no revelaron la presencia de precipitados intermetálicos. Con referencia a la Figura 2, una exploración elemental mediante rayos X de dispersión de energía (EDS) de la Aleación de titanio experimental n.° 2 antes de la exposición a la fluencia, mostró una distribución sustancialmente uniforme de germanio en la microestructura a/p sin las partículas intermetálicas. En las Figuras 3-4, la división de circonio, silicio y germanio en partículas intermetálicas es visible después de la exposición a la fluencia. Las partículas intermetálicas generalmente presentan disminución del aluminio respecto a la partícula alfa circundante. La precipitación de las partículas intermetálicas después de la exposición a la fluencia fue particularmente inesperada y sorprendente. Sin desear quedar ligados a teoría alguna, se cree que las partículas intermetálicas pueden mejorar la fluencia secundaria de las aleaciones sin afectar sustancialmente el límite elástico a alta temperatura.
Los usos potenciales de las aleaciones de acuerdo con la presente divulgación son numerosos. Como se ha descrito y se ha demostrado anteriormente, las aleaciones de titanio descritas en el presente documento se usan ventajosamente en una variedad de aplicaciones en las que es importante la resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas. Los artículos manufacturados para los que las aleaciones de titanio de acuerdo con la presente divulgación serían particularmente ventajosas incluyen ciertas aplicaciones aeroespaciales y aeronáuticas que incluyen, por ejemplo, discos de turbina de motores a reacción y palas de turbofán. Aquellos que tengan una habilidad ordinaria en la materia serán capaces de fabricar los equipos, piezas y otros artículos de fabricación anteriores a partir de aleaciones de acuerdo con la presente divulgación sin necesidad de proporcionar una descripción adicional en el presente documento. Los ejemplos anteriores de posibles aplicaciones para aleaciones de acuerdo con la presente divulgación se ofrecen a modo de ejemplo únicamente, y no son exhaustivas de todas las aplicaciones a las cuales se pueden aplicar las presente formas de productos de aleación. Los expertos en la materia, tras la lectura de la presente divulgación, pueden identificar fácilmente las aplicaciones adicionales para las aleaciones como se describe en el presente documento.
Varios aspectos no exhaustivos, no limitantes de las nuevas aleaciones y métodos de acuerdo con la presente divulgación pueden ser útiles solos o en combinación con uno o más aspectos descritos en el presente documento. Sin limitar la descripción anterior, la aleación de titanio comprende, en porcentaje en peso basado en el peso total de
la aleación: de 5,5 a 6,5 de aluminio; de 1,5 a 2,5 de estaño; de 1,3 a 2,3 de molibdeno; de 0,1 a 10,0 de circonio; de 0,01 a 0,30 de silicio; de 0,1 a 04 de germanio; el resto titanio, e impurezas.
De acuerdo con un segundo aspecto no limitante de la presente divulgación, que se puede utilizar en combinación con el primer aspecto, la aleación de titanio comprende, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: de 5,5 a 6,5 de aluminio; de 1,7 a 2,1 de estaño; de 1,7 a 2,1 de molibdeno; de 3,4 a 4,4 de circonio; de 0,03 a 0,11 de silicio; de 0,1 a 0,4 de germanio; titanio; e impurezas.
De acuerdo con un tercer aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio comprende, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: de 5,9 a 6,0 de aluminio; de 1,9 a 2,0 de estaño; de 1,8 a 1,9 de molibdeno; de 3,5 a 4,3 de circonio; de 0,06 a 0,11 de silicio; de 0,1 a 0,4 de germanio; titanio; e impurezas.
De acuerdo con un cuarto aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio comprende además, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: de 0 a 0,30 de oxígeno; de 0 a 0,30 de hierro; de 0 a 0,05 de nitrógeno; de 0 a 0,05 de carbono; de 0 a 0,015 de hidrógeno; y de 0 a 0,1 cada uno de niobio, wolframio, hafnio, níquel, galio, antimonio, vanadio, tantalio, manganeso, cobalto y cobre.
De acuerdo con un quinto aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio comprende un precipitado intermetálico de circonio-silicio-germanio.
De acuerdo con un sexto aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio presenta una velocidad de fluencia en estado estacionario inferior a 8 * 10'4 (24 h)'1 a una temperatura de al menos 477 °C (890 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi).
De acuerdo con un séptimo aspecto de la presente divulgación, un método para fabricar una aleación de titanio comprende: tratamiento en solución de la aleación de titanio de 971 °C (1780 °F) a 982 °C (1800 °F) durante 4 horas; enfriamiento de la aleación de titanio a temperatura ambiente a una velocidad que depende de un espesor de la sección transversal de la aleación de titanio; envejecimiento de la aleación de titanio de 552 °C (1025 °F) a 607 °C (1125 °F) durante 8 horas; y enfriamiento por aire de la aleación de titanio, en donde la aleación de titanio tiene la composición indicada en cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente.
De acuerdo con un octavo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio presenta una resistencia máxima a la tracción de al menos 896,3 MPa (130 ksi) a 482 °C (900 °F).
De acuerdo con un noveno aspecto no limitante de la presente divulgación, la presente divulgación también proporciona una aleación de titanio que consiste esencialmente en, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación: de 5,5 a 6,5 de aluminio; de 1,5 a 2,5 de estaño; de 1,3 a 2,3 de molibdeno; de 0,1 a 10,0 de circonio; de 0,01 a 0,30 de silicio; de 0,1 a 0,4 de germanio; el resto titanio, e impurezas.
De acuerdo con un décimo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de aluminio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 5,9 a 6,0.
De acuerdo con un undécimo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de estaño en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,7 a 2,1.
De acuerdo con un duodécimo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de estaño en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,9 a 2,0.
De acuerdo con un decimotercero aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de molibdeno en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,7 a 2,1.
De acuerdo con un decimocuarto aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de molibdeno en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,8 a 1,9.
De acuerdo con un decimoquinto aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de circonio en la aleación es,
en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 3,4 a 4,4.
De acuerdo con un decimosexto aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de circonio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 3,5 a 4,3.
De acuerdo con un decimoséptimo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de silicio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 0,03 a 0,11.
De acuerdo con un decimoctavo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de silicio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 0,06 a 0,11.
De acuerdo con un decimonoveno aspecto de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un contenido de germanio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 0,1 a 0,4.
De acuerdo con un vigésimo aspecto de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, en la aleación de titanio: un contenido de oxígeno es de 0 a 0,30; un contenido de hierro es de 0 a 0,30; un contenido de nitrógeno es de 0 a 0,05; un contenido de carbono es de 0 a 0,05; un contenido de hidrógeno es de 0 a 0,015; y un contenido de cada uno de niobio, wolframio, hafnio, níquel, galio, antimonio, vanadio, tantalio, manganeso, cobalto y cobre es de 0 a 0.1, todos en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación de titanio.
De acuerdo con un vigésimo primer aspecto de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, un método para fabricar una aleación de titanio comprende: tratamiento en solución de una aleación de titanio de 971 °C (1780 °F) a 982 °C (1800 °F) durante 4 horas; enfriamiento de la aleación de titanio a temperatura ambiente a una velocidad que depende de un espesor de la sección transversal de la aleación de titanio; envejecimiento de la aleación de titanio de 552 °C (1025 °F) a 607 °C (1125 °F) durante 8 horas; y enfriamiento por aire de la aleación de titanio, en donde la aleación de titanio tiene la composición indicada en cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente.
De acuerdo con un vigésimo segundo aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio presenta una velocidad de fluencia en estado estacionario inferior a 8 * 10-4 (24 h)-1 a una temperatura de al menos 477 °C (890 °F) bajo una carga de 358,5 MPa (52 ksi).
De acuerdo con un vigésimo tercer aspecto no limitante de la presente divulgación, que puede utilizarse en combinación con cada uno o cualquiera de los aspectos mencionados anteriormente, la aleación de titanio presenta una resistencia máxima a la tracción de al menos 896,3 MPa (130 ksi) a 482 °C (900 °F).
Debe entenderse que la presente descripción ilustra aquellos aspectos de la invención relevantes para una comprensión clara de la invención. Determinados aspectos de la invención que resultarían evidentes para aquellas personas normalmente expertas en la materia y que, por lo tanto, no facilitarían una mejor comprensión de la invención, no se han presentado con el fin de simplificar la presente descripción. Aunque solo un número limitado de realizaciones de la presente invención se describen necesariamente en el presente documento, una persona normalmente experta en la materia, tras considerar la descripción anterior, reconocerá que pueden emplearse muchas modificaciones y variaciones de la invención. Todas las variaciones y modificaciones de la invención pretenden estar cubiertas por la descripción anterior y las siguientes reivindicaciones.
Claims (14)
1. Una aleación de titanio que comprende, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación:
de 5,5 a 6,5 de aluminio;
de 1,5 a 2,5 de estaño;
de 1,3 a 2,3 de molibdeno;
de 0,1 a 10,0 de circonio;
de 0,01 a 0,30 de silicio;
de 0,1 a 0,4 de germanio;
y opcionalmente:
de 0 a 0,30 de oxígeno;
de 0 a 0,30 de hierro;
de 0 a 0,05 de nitrógeno;
de 0 a 0,05 de carbono;
de 0 a 0,015 de hidrógeno; y
de 0 a 0,1 de cada uno de niobio, wolframio, hafnio, níquel, galio, antimonio, vanadio, tantalio, manganeso, cobalto, y cobre;
el resto titanio e impurezas.
2. La aleación de titanio de la reivindicación 1, que comprende, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación:
de 1,7 a 2,1 de estaño;
de 1,7 a 2,1 de molibdeno;
de 3,4 a 4,4 de circonio; y
de 0,03 a 0,11 de silicio.
3. La aleación de titanio de la reivindicación 1, que comprende, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación:
de 5,9 a 6,0 de aluminio;
de 1,9 a 2,0 de estaño;
de 1,8 a 1,9 de molibdeno;
de 3,5 a 4,3 de circonio; y
de 0,06 a 0,11 de silicio.
4. La aleación de titanio de la reivindicación 1 que comprende un precipitado intermetálico de circonio-silicio-germanio.
5. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de aluminio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 5,9 a 6,0.
6. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de estaño en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,7 a 2,1.
7. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de estaño en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,9 a 2,0.
8. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de molibdeno en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,7 a 2,1.
9. La aleación de titanio de la reivindicación 8, en donde el contenido de molibdeno en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 1,8 a 1,9.
10. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de circonio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 3,4 a 4,4.
11. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de circonio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 3,5 a 4,3.
12. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de silicio en la aleación es, en porcentajes en peso basados en el peso total de la aleación, de 0,03 a 0,11.
13. La aleación de titanio de la reivindicación 1, en donde el contenido de silicio en la aleación es, en porcentajes en
peso basados en el peso total de la aleación, de 0,06 a 0,11.
14. Un método para fabricar una aleación de titanio, comprendiendo el método:
tratamiento en solución de una aleación de titanio de 971 °C (1780 °F) a 982 °C (1800 °F) durante 4 horas; enfriamiento de la aleación de titanio a temperatura ambiente a una velocidad que depende de un espesor de la sección transversal de la aleación de titanio;
envejecimiento de la aleación de titanio de 552 °C (1025 °F) a 607 °C (1125 °F) durante 8 horas; y enfriamiento por aire de la aleación de titanio,
en donde la aleación de titanio tiene la composición mencionada en la reivindicación 1 o la reivindicación 5.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/114,405 US11268179B2 (en) | 2018-08-28 | 2018-08-28 | Creep resistant titanium alloys |
| PCT/US2019/037421 WO2020068195A2 (en) | 2018-08-28 | 2019-06-17 | Creep resistant titanium alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2948640T3 true ES2948640T3 (es) | 2023-09-15 |
Family
ID=69638997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES19867058T Active ES2948640T3 (es) | 2018-08-28 | 2019-06-17 | Aleaciones de titanio resistentes a la fluencia |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11268179B2 (es) |
| EP (2) | EP4219779A3 (es) |
| JP (2) | JP2022501495A (es) |
| KR (2) | KR20210050546A (es) |
| CN (2) | CN112601829B (es) |
| AU (3) | AU2019350496B2 (es) |
| CA (1) | CA3109173C (es) |
| ES (1) | ES2948640T3 (es) |
| IL (1) | IL280998A (es) |
| MX (1) | MX2021001861A (es) |
| PL (1) | PL3844314T3 (es) |
| WO (1) | WO2020068195A2 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10913991B2 (en) | 2018-04-04 | 2021-02-09 | Ati Properties Llc | High temperature titanium alloys |
| 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 |
| CN112063887B (zh) * | 2020-09-17 | 2022-04-05 | 北京航空航天大学 | 一种多功能钛合金、制备方法及其应用 |
Family Cites Families (68)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2918367A (en) | 1954-10-27 | 1959-12-22 | Armour Res Found | Titanium base alloy |
| GB888865A (en) | 1957-03-08 | 1962-02-07 | Crucible Steel Co America | Titanium base alloys |
| US2893864A (en) | 1958-02-04 | 1959-07-07 | Harris Geoffrey Thomas | Titanium base alloys |
| US3131059A (en) | 1961-09-13 | 1964-04-28 | Gen Dynamics Corp | Chromium-titanium base alloys resistant to high temperatures |
| US3595645A (en) | 1966-03-16 | 1971-07-27 | Titanium Metals Corp | Heat treatable beta titanium base alloy and processing thereof |
| US3565591A (en) | 1969-03-28 | 1971-02-23 | Atomic Energy Commission | Titanium-zirconium-germanium brazing alloy |
| US3986868A (en) | 1969-09-02 | 1976-10-19 | Lockheed Missiles Space | Titanium base alloy |
| IT949979B (it) | 1971-07-01 | 1973-06-11 | Gen Electric | Elemento in perfezionata lega di tipo alfa beta a base di titanio |
| US3756810A (en) * | 1972-04-04 | 1973-09-04 | Titanium Metals Corp | High temperature titanium alloy |
| US3833363A (en) | 1972-04-05 | 1974-09-03 | Rmi Co | Titanium-base alloy and method of improving creep properties |
| SU524847A1 (ru) | 1975-02-21 | 1976-08-15 | Ордена Ленина Предприятие П/Я Р-6209 | Литейный сплав на основе титана |
| US4309226A (en) * | 1978-10-10 | 1982-01-05 | Chen Charlie C | Process for preparation of near-alpha titanium alloys |
| JPH0686638B2 (ja) | 1985-06-27 | 1994-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | 加工性の優れた高強度Ｔｉ合金材及びその製造方法 |
| DE3761822D1 (de) * | 1986-04-18 | 1990-04-12 | Imi Titanium Ltd | Legierungen auf titanbasis und herstellungsverfahren dieser legierungen. |
| JPS62267438A (ja) | 1986-05-13 | 1987-11-20 | Mitsubishi Metal Corp | 低温での恒温鍛造が可能なＴｉ合金材およびこれを用いたＴｉ合金部材の製造法 |
| DE3622433A1 (de) | 1986-07-03 | 1988-01-21 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verfahren zur verbesserung der statischen und dynamischen mechanischen eigenschaften von ((alpha)+ss)-titanlegierungen |
| US4738822A (en) | 1986-10-31 | 1988-04-19 | Titanium Metals Corporation Of America (Timet) | Titanium alloy for elevated temperature applications |
| RU1593259C (ru) | 1989-02-20 | 1994-11-15 | Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов | Сплав на основе титана |
| FR2676460B1 (fr) | 1991-05-14 | 1993-07-23 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede de fabrication d'une piece en alliage de titane comprenant un corroyage a chaud modifie et piece obtenue. |
| JP3362428B2 (ja) | 1993-01-11 | 2003-01-07 | 大同特殊鋼株式会社 | β型チタン合金熱間成形品の処理方法 |
| US5472526A (en) | 1994-09-30 | 1995-12-05 | General Electric Company | Method for heat treating Ti/Al-base alloys |
| JP3959766B2 (ja) | 1996-12-27 | 2007-08-15 | 大同特殊鋼株式会社 | 耐熱性にすぐれたＴｉ合金の処理方法 |
| JP3409278B2 (ja) | 1998-05-28 | 2003-05-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度・高延性・高靱性チタン合金部材およびその製法 |
| RU2169782C1 (ru) | 2000-07-19 | 2001-06-27 | ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение | Сплав на основе титана и способ термической обработки крупногабаритных полуфабрикатов из этого сплава |
| WO2002092260A1 (en) | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Santoku America, Inc. | Castings of alloys with isotropic graphite molds |
| JP2005527699A (ja) | 2001-12-14 | 2005-09-15 | エイティーアイ・プロパティーズ・インコーポレーテッド | ベータ型チタン合金を処理する方法 |
| JP4253452B2 (ja) | 2001-12-27 | 2009-04-15 | 清仁 石田 | 快削Ｔｉ合金 |
| JP2003293051A (ja) | 2002-04-01 | 2003-10-15 | Daido Steel Co Ltd | 低融点金属および高融点金属を含有するＴｉ合金の製造方法 |
| JP3884316B2 (ja) | 2002-04-04 | 2007-02-21 | 株式会社古河テクノマテリアル | 生体用超弾性チタン合金 |
| JP2004010963A (ja) | 2002-06-06 | 2004-01-15 | Daido Steel Co Ltd | 高強度Ｔｉ合金およびその製造方法 |
| US7008489B2 (en) | 2003-05-22 | 2006-03-07 | Ti-Pro Llc | High strength titanium alloy |
| JP4548652B2 (ja) | 2004-05-07 | 2010-09-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 被削性に優れたα−β型チタン合金 |
| EP1772528B1 (en) | 2004-06-02 | 2013-01-30 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Titanium alloy and method of manufacturing titanium alloy material |
| RU2283889C1 (ru) | 2005-05-16 | 2006-09-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Сплав на основе титана |
| CN100503855C (zh) | 2006-07-27 | 2009-06-24 | 昆明冶金研究院 | 新型β钛合金产品、熔炼方法及热处理工艺 |
| US20080181808A1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-07-31 | Samuel Vinod Thamboo | Methods and articles relating to high strength erosion resistant titanium alloy |
| TW200932921A (en) | 2008-01-16 | 2009-08-01 | Advanced Int Multitech Co Ltd | Titanium-aluminum-tin alloy applied in golf club head |
| CN101514412A (zh) | 2008-02-19 | 2009-08-26 | 明安国际企业股份有限公司 | 应用于高尔夫球杆头的钛铝锡合金 |
| CN101597703A (zh) | 2008-06-04 | 2009-12-09 | 东港市东方高新金属材料有限公司 | 一种钛合金Ti-62222s及其制备方法 |
| GB2470613B (en) | 2009-05-29 | 2011-05-25 | Titanium Metals Corp | Alloy |
| FR2946363B1 (fr) | 2009-06-08 | 2011-05-27 | Messier Dowty Sa | Composition d'alliage de titane a caracteristiques mecaniques elevees pour la fabrication de pieces a hautes performances notamment pour l'industrie aeronautique |
| US20100326571A1 (en) * | 2009-06-30 | 2010-12-30 | General Electric Company | Titanium-containing article and method for making |
| CN101967581B (zh) | 2009-07-28 | 2015-03-04 | 中国科学院金属研究所 | 一种具有细片层显微组织钛合金及其制造方法 |
| CN101886189B (zh) | 2010-04-08 | 2012-09-12 | 厦门大学 | 一种β钛合金及其制备方法 |
| JP5625646B2 (ja) | 2010-09-07 | 2014-11-19 | 新日鐵住金株式会社 | 圧延幅方向の剛性に優れたチタン板及びその製造方法 |
| US20120076686A1 (en) | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Ati Properties, Inc. | High strength alpha/beta titanium alloy |
| US10513755B2 (en) | 2010-09-23 | 2019-12-24 | Ati Properties Llc | High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock |
| CN102952968A (zh) | 2011-08-23 | 2013-03-06 | 上海航天精密机械研究所 | 一种颗粒强化的耐热钛合金 |
| US10119178B2 (en) | 2012-01-12 | 2018-11-06 | Titanium Metals Corporation | Titanium alloy with improved properties |
| US9957836B2 (en) | 2012-07-19 | 2018-05-01 | Rti International Metals, Inc. | Titanium alloy having good oxidation resistance and high strength at elevated temperatures |
| JP6212976B2 (ja) | 2013-06-20 | 2017-10-18 | 新日鐵住金株式会社 | α＋β型チタン合金部材およびその製造方法 |
| US10023942B2 (en) | 2014-04-28 | 2018-07-17 | Arconic Inc. | Titanium alloy, parts made thereof and method of use |
| UA111002C2 (uk) | 2014-06-19 | 2016-03-10 | Інститут Електрозварювання Ім. Є.О. Патона Національної Академії Наук України | Високоміцний титановий сплав |
| US9956629B2 (en) | 2014-07-10 | 2018-05-01 | The Boeing Company | Titanium alloy for fastener applications |
| US10094003B2 (en) | 2015-01-12 | 2018-10-09 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
| US10041150B2 (en) | 2015-05-04 | 2018-08-07 | Titanium Metals Corporation | Beta titanium alloy sheet for elevated temperature applications |
| JPWO2017018511A1 (ja) | 2015-07-29 | 2018-01-25 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延用チタン材 |
| US10913242B2 (en) | 2015-07-29 | 2021-02-09 | Nippon Steel Corporation | Titanium material for hot rolling |
| JP6515359B2 (ja) | 2015-07-29 | 2019-05-22 | 日本製鉄株式会社 | チタン複合材および熱間圧延用チタン材 |
| RU2610657C1 (ru) | 2015-10-13 | 2017-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
| RU2614356C1 (ru) | 2016-04-13 | 2017-03-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Сплав на основе титана и изделие, выполненное из него |
| CN105671366B (zh) | 2016-04-20 | 2017-08-25 | 沈阳工业大学 | 一种高强高硬合金的制备方法 |
| JP2017210658A (ja) | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 国立大学法人東北大学 | 耐熱Ｔｉ合金および耐熱Ｔｉ合金材 |
| JP6454768B2 (ja) | 2017-10-10 | 2019-01-16 | 株式会社神戸製鋼所 | チタン合金β鍛造材、および、超音波探傷検査方法 |
| US10913991B2 (en) | 2018-04-04 | 2021-02-09 | Ati Properties Llc | High temperature titanium alloys |
| 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 |
| RU2690257C1 (ru) | 2018-11-28 | 2019-05-31 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Сплав на основе титана |
-
2018
- 2018-08-28 US US16/114,405 patent/US11268179B2/en active Active
-
2019
- 2019-06-17 ES ES19867058T patent/ES2948640T3/es active Active
- 2019-06-17 KR KR1020217009132A patent/KR20210050546A/ko not_active IP Right Cessation
- 2019-06-17 EP EP23153420.7A patent/EP4219779A3/en active Pending
- 2019-06-17 CA CA3109173A patent/CA3109173C/en active Active
- 2019-06-17 CN CN201980054572.9A patent/CN112601829B/zh active Active
- 2019-06-17 WO PCT/US2019/037421 patent/WO2020068195A2/en unknown
- 2019-06-17 KR KR1020237018720A patent/KR20230085948A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-06-17 MX MX2021001861A patent/MX2021001861A/es unknown
- 2019-06-17 AU AU2019350496A patent/AU2019350496B2/en active Active
- 2019-06-17 EP EP19867058.0A patent/EP3844314B1/en active Active
- 2019-06-17 JP JP2021510155A patent/JP2022501495A/ja active Pending
- 2019-06-17 PL PL19867058.0T patent/PL3844314T3/pl unknown
- 2019-06-17 CN CN202310983516.1A patent/CN116770132A/zh active Pending
-
2021
- 2021-02-21 IL IL280998A patent/IL280998A/en unknown
-
2022
- 2022-01-28 US US17/649,238 patent/US11920231B2/en active Active
- 2022-08-31 AU AU2022224763A patent/AU2022224763B2/en active Active
-
2023
- 2023-07-12 JP JP2023114248A patent/JP2023153795A/ja active Pending
- 2023-12-11 AU AU2023282167A patent/AU2023282167A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2023282167A1 (en) | 2024-01-04 |
| AU2019350496A1 (en) | 2021-02-25 |
| US11268179B2 (en) | 2022-03-08 |
| JP2023153795A (ja) | 2023-10-18 |
| EP4219779A3 (en) | 2024-01-10 |
| IL280998A (en) | 2021-04-29 |
| US11920231B2 (en) | 2024-03-05 |
| CN116770132A (zh) | 2023-09-19 |
| MX2021001861A (es) | 2021-04-19 |
| CN112601829A (zh) | 2021-04-02 |
| KR20230085948A (ko) | 2023-06-14 |
| EP4219779A2 (en) | 2023-08-02 |
| US20220396860A1 (en) | 2022-12-15 |
| CN112601829B (zh) | 2023-08-18 |
| EP3844314A2 (en) | 2021-07-07 |
| PL3844314T3 (pl) | 2023-08-28 |
| US20200071806A1 (en) | 2020-03-05 |
| WO2020068195A3 (en) | 2020-09-03 |
| AU2022224763B2 (en) | 2024-01-04 |
| EP3844314B1 (en) | 2023-04-26 |
| CA3109173C (en) | 2023-10-03 |
| WO2020068195A9 (en) | 2020-07-02 |
| WO2020068195A2 (en) | 2020-04-02 |
| AU2022224763A1 (en) | 2022-09-22 |
| AU2019350496B2 (en) | 2022-07-07 |
| KR20210050546A (ko) | 2021-05-07 |
| JP2022501495A (ja) | 2022-01-06 |
| CA3109173A1 (en) | 2020-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2948640T3 (es) | Aleaciones de titanio resistentes a la fluencia | |
| TWI572721B (zh) | 高強度α／β鈦合金 | |
| ES2932726T3 (es) | Aleaciones de titanio de alta resistencia | |
| TWI359870B (en) | Ni-cr-co alloy for advanced gas turbine engines | |
| ES2926777T3 (es) | Aleaciones de titanio a alta temperatura | |
| US2864697A (en) | Titanium-vanadium-aluminum alloys | |
| RU2772153C1 (ru) | Стойкие к ползучести титановые сплавы |