RU2776521C1 - Titanium-based alloy and a product made of it - Google Patents
Titanium-based alloy and a product made of it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776521C1 RU2776521C1 RU2021122835A RU2021122835A RU2776521C1 RU 2776521 C1 RU2776521 C1 RU 2776521C1 RU 2021122835 A RU2021122835 A RU 2021122835A RU 2021122835 A RU2021122835 A RU 2021122835A RU 2776521 C1 RU2776521 C1 RU 2776521C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- alloy
- resistance
- oxygen
- oxidation
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 40
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 17
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 2
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021324 titanium aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 titanium hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к созданию титановых сплавов на основе титана, обладающих сопротивлением высокотемпературному окислению, и может быть использовано для изготовления изделий, длительно работающих при высоких температурах, в частности компонентов выхлопных систем двигателей транспортных средств. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the creation of titanium-based titanium alloys that are resistant to high-temperature oxidation, and can be used for the manufacture of products that operate for a long time at high temperatures, in particular components of the exhaust systems of vehicle engines.
Компоненты выхлопных систем двигателей транспортных средств работают в условиях высокотемпературного окисления (рабочая температура может достигать 900°С), поэтому от материалов, используемых для указанных систем, требуется наличие высокого уровня таких характеристик, как коррозионная стойкость, жаростойкость, прочность. Кроме того, используемый материал должен обладать достаточной технологической пластичностью, потому что большинство компонентов изготовляют холодной формовкой из листового проката и путем изгиба сварных труб. В качестве материала, удовлетворяющего установленным требованиям, долгое время применяются аустенитные нержавеющие стали, а в последние годы, с увеличением потребности в использовании, вместо них применяют нержавеющие ферритные стали, имеющие малый коэффициент теплового расширения и более низкую стоимость сырья. Однако для производства компонентов выхлопной системы важной задачей является снижение массы при сохранении работоспособности. Поэтому для изготовления выхлопных систем с меньшим весом, позволяющих получить преимущества в снижении общего веса конструкции транспортного средства, предпочтение разработчиков отдается титановых сплавам, которые имеют высокую удельную прочность, значительно превосходящую удельную прочность легированных сталей. Преимущества, получаемые от замены легированных сталей на титановые сплавы, весьма существенны, так как позволяют снизить массу деталей как минимум в 1,5 раза, снизить коррозионные и эксплуатационные трудности.Exhaust system components of vehicle engines operate under high temperature oxidation conditions (operating temperature can reach 900°C), therefore, the materials used for these systems require a high level of characteristics such as corrosion resistance, heat resistance, strength. In addition, the material used must have sufficient process ductility, because most components are made by cold forming from sheet metal and by bending welded pipes. Austenitic stainless steels have been used for a long time as a material that meets the requirements, and in recent years, with an increase in the demand for use, stainless ferritic steels, which have a small thermal expansion coefficient and lower raw material cost, are used instead. However, for the production of exhaust system components, an important task is to reduce weight while maintaining performance. Therefore, in order to manufacture exhaust systems with a lower weight, allowing to obtain advantages in reducing the overall weight of the vehicle structure, the preference of developers is given to titanium alloys, which have a high specific strength, far exceeding the specific strength of alloy steels. The advantages obtained from replacing alloyed steels with titanium alloys are very significant, since they allow reducing the weight of parts by at least 1.5 times, reducing corrosion and operational difficulties.
Известно использование технически чистого (CP) титана в выхлопных системах автомобилей и глушителях мотоциклов, при этом снижение веса при использовании титана для замены нержавеющей стали может доходить до 44%. Однако компоненты в процессе работы нагреваются свыше 500°С, что приводит используемые материалы из CP титана к быстрому окислению, снижению прочностных свойств и, соответственно, к уменьшению срока службы. Поэтому использование CP титана без специальной обработки поверхности ограничено отдельными компонентами выхлопных систем, эксплуатирующимися при относительно низких температурах. Для улучшения стойкости к окислению на титановые компоненты могут наноситься различные покрытия в виде пленок или поверхностного фазового осаждения, однако такие способы являются весьма затратными и недостаточно эффективны.It is known to use commercially pure (CP) titanium in automobile exhaust systems and motorcycle mufflers, and weight savings when titanium is used to replace stainless steel can be up to 44%. However, the components are heated to over 500°C during operation, which causes the used CP titanium materials to rapidly oxidize, reduce strength properties and, accordingly, reduce service life. Therefore, the use of CP titanium without special surface treatment is limited to individual exhaust system components operating at relatively low temperatures. To improve the resistance to oxidation, various coatings in the form of films or surface phase deposition can be applied to titanium components, however, such methods are very expensive and not effective enough.
Существующие разработки жаропрочных сплавов титана на основе высоколегированных сплавов и интерметаллидов, в частности алюминидов титана, работающих кратковременно до температуры 900°С, не обеспечивают соответствие техническим требованиям к материалу по причине их низкой технологической пластичности, как при изготовлении тонкого листового проката, так и при изготовлении из него готовых компонентов выхлопных систем, что ограничивает использование высоколегированных сплавов титана в указанных изделиях. Поэтому создание новых прогрессивных низколегированных титановых сплавов с комплексом высоких механических и эксплуатационных свойств, которые обеспечивают надежную и долговечную работу компонентов выхлопных систем транспортных средств при увеличении потребности в их использовании, является весьма актуальной технической задачей.The existing developments of heat-resistant titanium alloys based on high-alloy alloys and intermetallic compounds, in particular, titanium aluminides, operating for a short time up to a temperature of 900°C, do not meet the technical requirements for the material due to their low technological plasticity, both in the manufacture of thin sheet products and in the manufacture of finished components of exhaust systems from it, which limits the use of high-alloy titanium alloys in these products. Therefore, the creation of new advanced low-alloy titanium alloys with a complex of high mechanical and operational properties that provide reliable and durable operation of vehicle exhaust system components with an increase in the need for their use is a very urgent technical task.
Известен альфа-титановый сплав для компонентов выхлопной системы, содержащий от 0,4 до 1,5 масс. % Al, от 0,5 до 1,5 масс. % Sn, от 0,5 до 2,0 масс. % Zr, от 0,1 до 1,0 масс. % Si, ≤0,04 масс. % кислорода и ≤0,06 масс. % Fe, или кроме того, содержащий, помимо вышеуказанного, от 0,1 до 1,5 масс. % Nb (Патент Японии №4850662, публ. 11.01.2012, МПК С22В 34/12, С22В 9/22, С22С 14/00).Known alpha-titanium alloy for components of the exhaust system, containing from 0.4 to 1.5 wt. % Al, from 0.5 to 1.5 wt. % Sn, from 0.5 to 2.0 wt. % Zr, from 0.1 to 1.0 wt. % Si, ≤0.04 wt. % oxygen and ≤0.06 wt. % Fe, or in addition, containing, in addition to the above, from 0.1 to 1.5 wt. % Nb (Patent Japan No. 4850662, published 01/11/2012, IPC C22B 34/12, C22B 9/22, C22C 14/00).
Сплав имеет повышенную стойкость к окислению по отношению к CP-титану, высокие пластические свойства, однако обладает низким уровнем прочностных свойств при комнатной и повышенной температурах.The alloy has an increased resistance to oxidation with respect to CP-titanium, high plastic properties, but has a low level of strength properties at room and elevated temperatures.
Известен низколегированный титановый сплав, обладающий превосходной стойкостью к высокотемпературному окислению и коррозии, используемый в качестве материала выхлопной системы для транспортного средства или мотоцикла и содержащий, масс. %, Al: 0,30-1,50%, Si: 0,10-1,0% и дополнительно содержащий Nb: 0,1-0,5 (Патент США №7166367, публ. 23.01.2007, МПК В32В 15/01; С22С 14/00, F01N 7/16) - прототип.Known low-alloy titanium alloy, which has excellent resistance to high-temperature oxidation and corrosion, used as an exhaust system material for a vehicle or motorcycle and containing, wt. %, Al: 0.30-1.50%, Si: 0.10-1.0% and additionally containing Nb: 0.1-0.5 / 01; С22С 14/00, F01N 7/16) - prototype.
Сплав обладает высокими прочностными и пластическими свойствами при комнатной и повышенной температуре, жаропрочностью, однако имеет недостаточный уровень стойкости к высокотемпературному окислению.The alloy has high strength and plastic properties at room and elevated temperatures, heat resistance, but has an insufficient level of resistance to high-temperature oxidation.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание титанового сплава с возможностью изготовления из него широкой номенклатуры изделий, в том числе используемых в компонентах выхлопных систем транспортных средств.The problem to which the invention is directed is the creation of a titanium alloy with the possibility of manufacturing a wide range of products from it, including those used in the components of vehicle exhaust systems.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является получение титанового сплава, обладающего комплексом высоких механических и эксплуатационных свойств, включая повышенный уровень стойкости к высокотемпературному окислению.The technical result achieved in the implementation of the invention is the production of a titanium alloy with a complex of high mechanical and operational properties, including an increased level of resistance to high-temperature oxidation.
Технический результат достигается тем, что предложен сплав на основе титана, содержащий алюминий, цирконий, ниобий, молибден, кремний, кислород, азот, железо, водород, углерод, при этом компоненты сплава взяты в следующем соотношении, масс. %:The technical result is achieved by the proposed titanium-based alloy containing aluminum, zirconium, niobium, molybdenum, silicon, oxygen, nitrogen, iron, hydrogen, carbon, while the alloy components are taken in the following ratio, wt. %:
и компонент выхлопной системы транспортного средства, изготовленный из этого сплава.and a vehicle exhaust system component made from this alloy.
В составе сплава содержатся легирующие элементы из различных групп стабилизаторов: альфа-стабилизаторы: алюминий, кислород, углерод; бета-стабилизаторы: молибден, железо, ниобий, кремний; нейтральный упрочнитель: цирконий.The composition of the alloy contains alloying elements from various groups of stabilizers: alpha stabilizers: aluminum, oxygen, carbon; beta stabilizers: molybdenum, iron, niobium, silicon; neutral hardener: zirconium.
Группа - α-стабилизаторов (Al, О, N, С,).Group - α-stabilizers (Al, O, N, C,).
Алюминий является наиболее эффективным упрочнителем в титановых сплавах, улучшая прочностные свойства сплава, жаропрочность. Содержание алюминия в сплаве принято от 0,7-1,5 масс. %, т.к. содержание алюминия менее 0,7 масс. % не приводит к увеличению прочности до необходимого уровня, а содержание более 1,5 масс. % снижает пластичность при комнатной температуре. Содержание кислорода, азота и углерода в указанных пределах наряду с повышением прочности повышает температуру аллотропического превращения титана и обеспечивает сохранение высокого уровня прочности и пластичности. Более высокие концентрации кислорода и углерода понижают технологическую пластичность и ударную вязкость сплава.Aluminum is the most effective hardener in titanium alloys, improving the strength properties of the alloy and heat resistance. The aluminum content in the alloy is taken from 0.7-1.5 wt. %, because the aluminum content is less than 0.7 wt. % does not lead to an increase in strength to the required level, and the content of more than 1.5 wt. % reduces plasticity at room temperature. The content of oxygen, nitrogen and carbon within the specified limits, along with an increase in strength, increases the temperature of the allotropic transformation of titanium and ensures the preservation of a high level of strength and ductility. Higher concentrations of oxygen and carbon reduce the technological ductility and impact strength of the alloy.
Группа нейтральных упрочнителей (Zr).Group of neutral hardeners (Zr).
Цирконий, вводимый в сплав как нейтральный элемент, образует с α-титаном полностью смешиваемый ряд твердых растворов, относительно близок к нему по температуре плавления и плотности, уменьшает отрицательное воздействие газовых примесей, в частности кислорода, и измельчает структуру. Легирование цирконием в интервале 0,5-1,5 масс. % обеспечивает дополнительное твердорастворное упрочнение и повышение жаропрочности.Zirconium, introduced into the alloy as a neutral element, forms a completely miscible series of solid solutions with α-titanium, is relatively close to it in terms of melting temperature and density, reduces the negative effect of gaseous impurities, in particular oxygen, and refines the structure. Doping with zirconium in the range of 0.5-1.5 wt. % provides additional solid-solution hardening and increased heat resistance.
Группа бета-стабилизаторов (Nb, Mo, Fe, Si).Group of beta stabilizers (Nb, Mo, Fe, Si).
Сплав легирован ниобием в количестве от более 0,5-1,5 масс. %, что повышает сопротивление окислению, поскольку ниобий, является элементом, одним из наиболее сильно повышающих данную характеристику среди всех легирующих титан элементов.The alloy is doped with niobium in an amount of more than 0.5-1.5 wt. %, which increases the resistance to oxidation, since niobium is one of the elements that increase this characteristic most strongly among all titanium alloying elements.
По сравнению с прототипом в сплав введен еще один β-стабилизатор - молибден в количестве 0,1-0,5 масс. %, способствующий повышению жаропрочности сплава. Для увеличения сопротивления окислению сплав содержит не более 0,5 масс. % кремния, что повышает сопротивление ползучести.Compared with the prototype in the alloy introduced another β-stabilizer - molybdenum in the amount of 0.1-0.5 wt. %, contributing to the increase in the heat resistance of the alloy. To increase the resistance to oxidation, the alloy contains no more than 0.5 wt. % silicon, which increases creep resistance.
Наличие в сплаве железа, являющимся низкозатратным β-стабилизирующим элементом, повышает прочность сплава без уменьшения пластичности, содержание железа более 0,2 масс. % приводит к понижению жаропрочности.The presence of iron in the alloy, which is a low-cost β-stabilizing element, increases the strength of the alloy without reducing ductility, the iron content is more than 0.2 wt. % leads to a decrease in heat resistance.
Максимальное содержание водорода в сплаве, ограниченное 0,015 масс. %, позволяет избежать охрупчивания сплава по причине возможного образования гидридов титана.The maximum hydrogen content in the alloy, limited to 0.015 wt. %, avoids the embrittlement of the alloy due to the possible formation of titanium hydrides.
Композиция элементов, введенных в состав сплава в заявляемом соотношении и характеризующихся в отдельности благоприятным влиянием на сопротивления окислению титана, позволяет достичь аддитивного эффекта в части получения высоких значений сопротивления окислению сплава при обеспечении прочностных и пластических свойств по отношению к известным сплавам.The composition of the elements introduced into the composition of the alloy in the claimed ratio and characterized individually by a favorable effect on the oxidation resistance of titanium makes it possible to achieve an additive effect in terms of obtaining high values of the alloy oxidation resistance while providing strength and plastic properties in relation to known alloys.
Промышленная применимость изобретения подтверждается примером его конкретного выполнения.The industrial applicability of the invention is confirmed by an example of its specific implementation.
Для исследования свойств предлагаемого сплава был выплавлен слиток по промышленной технологии методом вакуумно-дугового переплава массой 2100 кг. Химический состав сплава приведен в табл. 1. Температура полиморфного превращения сплава, определенная металлографическим способом, составила 903°СTo study the properties of the proposed alloy, an ingot was melted using industrial technology by vacuum-arc remelting with a mass of 2100 kg. The chemical composition of the alloy is given in table. 1. The temperature of the polymorphic transformation of the alloy, determined by the metallographic method, was 903°C
Слиток подвергали деформированию ковкой и последующей прокатке с получением листового проката в виде рулонов толщиной 0,9 мм. Для исследования осуществляли вырезку образцов в состоянии поставки. Для анализа механических свойств проводили испытания на растяжение при температурах 20°С, 700°С, 800°С, для оценки критерия штампуемости материала проводили испытания на глубокую вытяжку по Эриксену. Результаты испытаний на растяжение и критерий теста Эриксена приведены в табл. 2.The ingot was subjected to deformation by forging and subsequent rolling to obtain sheet metal in the form of rolls with a thickness of 0.9 mm. For the study, samples were cut in the state of delivery. To analyze the mechanical properties, tensile tests were performed at temperatures of 20°C, 700°C, 800°C; The results of tensile tests and the criterion of the Ericksen test are given in table. 2.
Для моделирования работы материала при эксплуатации в изделии, проводили изотермический отжиг образцов в статическом лабораторном воздухе при температуре 625°С с продолжительностью выдержки до 1000 часов, при температуре 700°С с продолжительностью выдержки до 300 часов и при температуре 800° с продолжительностью выдержки до 200 часов. В ходе отжига осуществляли промежуточный контроль массы и выгрузку образцов. После чего осуществляли исследование сопротивления окислению посредством расчета привеса массы образцов, выраженного в мг/см2, а также определяли среднюю толщину оксида на поверхности образцов на микрошлифах в продольном сечении. Результаты исследований толщины оксида в сравнении со сплавом-прототипом приведены в табл. 3, результаты исследований стойкости к окислению в сравнении со сплавом-прототипом приведены на графиках зависимости привеса сплавов от квадратного корня из времени окисления при температурах 625°С, 700°С и 800°С, представленных, соответственно, на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 4 приведена фотография оксида на поверхности образца в продольном сечении после изотермического отжига при 800°С в течение 100 часов (при 550-кратном увеличении).To simulate the operation of the material during operation in the product, isothermal annealing of samples was carried out in static laboratory air at a temperature of 625°C with a holding time of up to 1000 hours, at a temperature of 700°C with a holding time of up to 300 hours, and at a temperature of 800°C with a holding time of up to 200 hours. During annealing, intermediate control of the mass and unloading of the samples were carried out. After that, the resistance to oxidation was studied by calculating the weight gain of the samples, expressed in mg/cm 2 , and the average thickness of the oxide on the surface of the samples was determined on microsections in the longitudinal section. The results of studies of the thickness of the oxide in comparison with the prototype alloy are shown in table. 3, the results of oxidation resistance studies compared to the prototype alloy are shown in graphs of weight gain vs. square root of oxidation time at 625°C, 700°C, and 800°C, respectively, in FIG. 1, fig. 2 and FIG. 3. In FIG. Figure 4 shows a photograph of the oxide on the sample surface in longitudinal section after isothermal annealing at 800°C for 100 hours (at 550-fold magnification).
Анализ результатов испытаний и данных исследований показал, что предлагаемый сплав обладает комплексом высоких механических и эксплуатационных свойств, включая прочностные свойства и пластичность при комнатной температуре, жаропрочность, а также стойкость к окислению в среднем на 10-15% и выше, чем у известных аналогичных сплавов.Analysis of the test results and research data showed that the proposed alloy has a set of high mechanical and operational properties, including strength properties and ductility at room temperature, heat resistance, and oxidation resistance by an average of 10-15% and higher than that of known similar alloys. .
Claims (3)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122835A RU2776521C1 (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Titanium-based alloy and a product made of it |
| CN202280064159.2A CN117999373A (en) | 2021-07-29 | 2022-06-28 | Titanium-based alloys and articles made therefrom |
| EP22849972.9A EP4379079A1 (en) | 2021-07-29 | 2022-06-28 | Titanium-based alloy and article made of same |
| PCT/RU2022/000201 WO2023009030A1 (en) | 2021-07-29 | 2022-06-28 | Titanium-based alloy and article made of same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021122835A RU2776521C1 (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Titanium-based alloy and a product made of it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776521C1 true RU2776521C1 (en) | 2022-07-21 |
Family
ID=85087118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021122835A RU2776521C1 (en) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | Titanium-based alloy and a product made of it |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4379079A1 (en) |
| CN (1) | CN117999373A (en) |
| RU (1) | RU2776521C1 (en) |
| WO (1) | WO2023009030A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785110C1 (en) * | 2022-08-22 | 2022-12-02 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Sheet material made of a titanium alloy and exhaust system component |
| WO2024043804A1 (en) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Titanium alloy sheet material and exhaust system component |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050202271A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Titanium alloy having excellent high-temperature oxidation and corrosion resistance |
| RU2410456C2 (en) * | 2006-03-30 | 2011-01-27 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Titanium alloy and engine exhaust pipe |
| RU2583221C2 (en) * | 2012-07-19 | 2016-05-10 | АрТиАй Интернэшнл Металс, Инк. | Titanium alloy with good corrosion resistance and high mechanical strength at elevated temperatures |
| RU2610657C1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Titanium-based alloy and product made from it |
| JP6658756B2 (en) * | 2015-07-29 | 2020-03-04 | 日本製鉄株式会社 | Titanium composite materials and titanium materials for hot rolling |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4850662B2 (en) | 2006-11-02 | 2012-01-11 | 新日本製鐵株式会社 | Α-type titanium alloy material for exhaust system parts excellent in workability, manufacturing method thereof, and exhaust device member using the alloy |
-
2021
- 2021-07-29 RU RU2021122835A patent/RU2776521C1/en active
-
2022
- 2022-06-28 EP EP22849972.9A patent/EP4379079A1/en active Pending
- 2022-06-28 WO PCT/RU2022/000201 patent/WO2023009030A1/en active Application Filing
- 2022-06-28 CN CN202280064159.2A patent/CN117999373A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050202271A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Titanium alloy having excellent high-temperature oxidation and corrosion resistance |
| RU2410456C2 (en) * | 2006-03-30 | 2011-01-27 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се | Titanium alloy and engine exhaust pipe |
| RU2583221C2 (en) * | 2012-07-19 | 2016-05-10 | АрТиАй Интернэшнл Металс, Инк. | Titanium alloy with good corrosion resistance and high mechanical strength at elevated temperatures |
| JP6658756B2 (en) * | 2015-07-29 | 2020-03-04 | 日本製鉄株式会社 | Titanium composite materials and titanium materials for hot rolling |
| RU2610657C1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-02-14 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Titanium-based alloy and product made from it |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785110C1 (en) * | 2022-08-22 | 2022-12-02 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Sheet material made of a titanium alloy and exhaust system component |
| WO2024043804A1 (en) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Titanium alloy sheet material and exhaust system component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4379079A1 (en) | 2024-06-05 |
| CN117999373A (en) | 2024-05-07 |
| WO2023009030A1 (en) | 2023-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101236222B1 (en) | Austenitic heat-resistant nickel-base alloy | |
| RU2269584C1 (en) | Titanium-base alloy | |
| AU2022224763B2 (en) | Creep resistant titanium alloys | |
| SE520617C2 (en) | Ferritic stainless steel, foil made of steel, use of steel and foil, and method of making steel | |
| RU2724751C1 (en) | Billet for high-strength fasteners made from deformable titanium alloy, and method of manufacturing thereof | |
| JPH05117791A (en) | High strength and high toughness cold workable titanium alloy | |
| WO2020046161A1 (en) | High strength fastener stock of wrought titanium alloy and method of manufacturing the same | |
| EP0657558A1 (en) | Fe-base superalloy | |
| RU2776521C1 (en) | Titanium-based alloy and a product made of it | |
| US4661169A (en) | Producing an iron-chromium-aluminum alloy with an adherent textured aluminum oxide surface | |
| JP2019059995A (en) | Austenitic stainless steel plate having excellent heat resistance and method for producing the same | |
| JP7166082B2 (en) | Austenitic stainless steel sheet and manufacturing method thereof | |
| JPS5834129A (en) | Heat-resistant metallic material | |
| RU2614356C1 (en) | Titanium-based alloy and product made from it | |
| RU2781823C1 (en) | Titanium-based alloy and component of the exhaust system | |
| JP7303434B2 (en) | Titanium alloy plates and automotive exhaust system parts | |
| CN115198144A (en) | Heat-resistant alloy member, material used therefor, and method for producing same | |
| RU2785110C1 (en) | Sheet material made of a titanium alloy and exhaust system component | |
| WO2023048593A1 (en) | Titanium-based alloy and article manufactured from same | |
| Sikka | Intermetallic-based high-temperature materials | |
| WO2024043804A1 (en) | Titanium alloy sheet material and exhaust system component | |
| KR20240070638A (en) | Titanium alloys and articles made therefrom | |
| RU2812206C1 (en) | High-strength titanium-based alloy and product made from it | |
| RU2721976C1 (en) | Welding wire from titanium alloys | |
| RU2081929C1 (en) | Titanium aluminide-based alloy |