Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к сплавам на основе титана с (α+β)-структурой, используемым в качестве конструкционных материалов в изделиях авиационной техники. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to titanium-based alloys with an (α + β) structure used as structural materials in aircraft products.

Известен сплав на основе титана содержащий, мас.%: Алюминий 4,0-7,0 Молибден 1,0-3,0 Ванадий 3,5-5,5 Хром 0,6-2,0 Железо 0,3-1,2 Цирконий 1,0-3,0 Медь 0,005-0,4 Олово 1,0-3,0 Углерод 0,02-0,35 Кислород 0,05-0,25 Титан Остальное
Недостатками данного сплава являются низкие значения малоцикловой усталости, невысокие ударная вязкость и пластичность.Known alloy based on titanium containing, wt.%: Aluminum 4.0-7.0 Molybdenum 1.0-3.0 Vanadium 3.5-5.5 Chrome 0.6-2.0 Iron 0.3-1, 2 Zirconium 1.0-3.0 Copper 0.005-0.4 Tin 1.0-3.0 Carbon 0.02-0.35 Oxygen 0.05-0.25 Titanium Else
The disadvantages of this alloy are low low-cycle fatigue, low impact strength and ductility.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав на основе титана следующего состава, мас.%: Алюминий 4,0-6,3 Молибден 1,5-2,5 Ванадий 4,0-5,0 Хром 0,8-1,4 Железо 0,4-0,8 Цирконий 0,01-0,08 Кислород 0,03-0,25 Углерод 0,01-0,25 Титан Остальное
Недостатками известного сплава являются низкая малоцикловая усталость, невысокие ударная вязкость и пластичность.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is an alloy based on titanium of the following composition, wt.%: Aluminum 4.0-6.3 Molybdenum 1.5-2.5 Vanadium 4.0-5.0 Chrome 0.8 -1.4 Iron 0.4-0.8 Zirconium 0.01-0.08 Oxygen 0.03-0.25 Carbon 0.01-0.25 Titanium Else
The disadvantages of the known alloy are low low-cycle fatigue, low toughness and ductility.

Целью изобретения является повышение малоцикловой усталости, ударной вязкости и пластичности. The aim of the invention is to increase low-cycle fatigue, toughness and ductility.

Для достижения поставленной цели предложенный сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, ванадий, хром, железо, цирконий, кислород, углерод, дополнительно содержит водород, азот и кремний при следующем содержании компонентов, мас. % : Алюминий 2,0-6,8 Молибден 0,5-3,8 Ванадий 2,0-9,0 Хром 0,4-1,6 Железо 0,2-1,2 Цирконий 0,02-0,3 Кислород 0,04-0,14 Углерод 0,02-0,09 Водород 0,003-0,014 Азот 0,008-0,04 Кремний 0,04-0,14 Титан Остальное
Введение водорода, азота и кремния повышает малоцикловую усталость, ударную вязкость и пластичность предложенного сплава. Азот стабилизирует α-фазу, а водород и кремний β-фазу в титане, что снижает действие внутренних структурных концентраторов напряжения до минимума и определяет уровень механических свойств.To achieve this goal, the proposed alloy based on titanium containing aluminum, molybdenum, vanadium, chromium, iron, zirconium, oxygen, carbon, additionally contains hydrogen, nitrogen and silicon in the following components, wt. %: Aluminum 2.0-6.8 Molybdenum 0.5-3.8 Vanadium 2.0-9.0 Chromium 0.4-1.6 Iron 0.2-1.2 Zirconium 0.02-0.3 Oxygen 0.04-0.14 Carbon 0.02-0.09 Hydrogen 0.003-0.014 Nitrogen 0.008-0.04 Silicon 0.04-0.14 Titanium Else
The introduction of hydrogen, nitrogen and silicon increases low-cycle fatigue, toughness and ductility of the proposed alloy. Nitrogen stabilizes the α phase, and hydrogen and silicon the β phase in titanium, which reduces the effect of internal structural stress concentrators to a minimum and determines the level of mechanical properties.

П р и м е р. Составы предложенного и известного сплавов, приведенные в таблице, плавили в вакуумной дуговой печи с расходуемым электродом методом двойного переплава. Из выплавленных слитков ковкой при 1000-1100^оС, а затем при 850-880^оС изготавливали прутки и поковки, подвергаемые в дальнейшем упрочняющей термической обработке.PRI me R. The compositions of the proposed and known alloys shown in the table were melted in a vacuum arc furnace with a consumable electrode by the double remelting method. From melted ingots by forging at 1000-1100 ^о С, and then at 850-880 ^о С bars and forgings were made, subjected to further hardening heat treatment.

Механические свойства образцов и результаты испытаний на малоцикловую усталость приведены в таблице. Испытания на малоцикловую усталость проводили при максимальном напряжении цикла, равном 70 кГс/мм², на образцах с коэффициентом концентрации К₁= 2,2, а также при коэффициенте концентрации К₁=4,0 и максимальном напряжении цикла, равном 50 кГс/мм².The mechanical properties of the samples and the results of low-cycle fatigue tests are shown in the table. Tests for low-cycle fatigue were carried out at a maximum cycle stress of 70 kG / mm ² , on samples with a concentration coefficient of K ₁ = 2.2, as well as a concentration coefficient of K ₁ = 4.0 and a maximum cycle stress of 50 kG / mm ² .

Как следует из приведенных в таблице данных, предложенный сплав на основе титана обеспечивает по сравнению с известным сплавом повышение малоцикловой усталости в 7-13 раз, ударной вязкости в 1,3-1,5 раз, пластичности на 25-42%. As follows from the data in the table, the proposed alloy based on titanium provides, compared with the known alloy, an increase in low-cycle fatigue by 7–13 times, impact strength by 1.3–1.5 times, and ductility by 25–42%.