[go: up one dir, main page]

RU2405849C1 - Intermetallic titanium-based alloy - Google Patents

Intermetallic titanium-based alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2405849C1
RU2405849C1 RU2009139791/02A RU2009139791A RU2405849C1 RU 2405849 C1 RU2405849 C1 RU 2405849C1 RU 2009139791/02 A RU2009139791/02 A RU 2009139791/02A RU 2009139791 A RU2009139791 A RU 2009139791A RU 2405849 C1 RU2405849 C1 RU 2405849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
alloy
intermetallic
based alloy
temperatures
Prior art date
Application number
RU2009139791/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Каблов (RU)
Евгений Николаевич Каблов
Виктор Иванович Иванов (RU)
Виктор Иванович Иванов
Надежда Алексеевна Ночовная (RU)
Надежда Алексеевна Ночовная
Юлия Георгиевна Савельева (RU)
Юлия Георгиевна Савельева
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2009139791/02A priority Critical patent/RU2405849C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405849C1 publication Critical patent/RU2405849C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: invention refers to intermetallic alloys on the basis of titanium, which are intended for manufacture of compressor parts of gas-turbine engine, for example such as blades, discs, inserts, housings, which work at increased temperatures. There proposed is intermetallic titanium-based alloy having the following chemical composition, wt %: Al 10.5-12.5, Nb 38-42, Mo 0.3-0.6, Zr 1.5-2.5, Si 0.1-0.25, C 0.03-0.08, W 0.5-1.0, Ta 0.7-1.5, and Ti is the rest. Alloy is characterised with increased fire resistance at temperature of up to 700C. ^ EFFECT: service life of parts increases and reliable operation of the construction is provided. ^ 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к интерметаллидным сплавам на основе титана, предназначенным для изготовления деталей компрессора газотурбинного двигателя, например, таких как лопатки, диски, проставки, корпуса, работающих при повышенных температурах.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to titanium-based intermetallic alloys intended for the manufacture of compressor parts of a gas turbine engine, for example, such as vanes, discs, spacers, housings operating at elevated temperatures.

Известен интерметаллидный сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:Known intermetallic alloy based on titanium having the following chemical composition, wt.%:

AlAl 9,3-14,09.3-14.0 NbNb 32,0-60,532.0-60.5 VV 0,24-6,20.24-6.2 TiTi остальное (Патент США №5205984)the rest (US Patent No. 5205984)

Из известного сплава изготавливают элементы конструкций двигателей, работающих при температурах 550-650°C в неокислительной среде.Elements of engine structures operating at temperatures of 550-650 ° C in a non-oxidizing environment are made from a known alloy.

Недостатком сплава является низкая жаропрочность - длительная прочность за 100 часов при температурах до 650°C. Изделия, изготовленные из известного сплава, имеют ограниченный ресурс работы при рабочих температурах.The disadvantage of the alloy is its low heat resistance - long-term strength in 100 hours at temperatures up to 650 ° C. Products made from a well-known alloy have a limited service life at operating temperatures.

Известен интерметаллидный сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:Known intermetallic alloy based on titanium having the following chemical composition, wt.%:

AlAl 8,2-11,818.2-11.81 NbNb 31,7-43,831.7-43.8 MoMo 0-3,20-3,2 TaTa 0-6,10-6.1 ZrZr 0-3,00-3.0 SiSi 0-0,380-0.38 TiTi остальное (Патент ЕП №0924308)the rest (Patent EP No. 0924308)

Сплав имеет недостаточно высокие значения удельной прочности, при комнатной температуре и удельной кратковременной и длительной прочности за 100 часов при температурах до 650°C из-за повышенной плотности. Элементы конструкции, изготовленные из известного сплава, имеют ограниченный ресурс, вследствие повышенного окисления.The alloy has not sufficiently high values of specific strength at room temperature and specific short-term and long-term strength for 100 hours at temperatures up to 650 ° C due to the increased density. Structural elements made of a known alloy have a limited resource due to increased oxidation.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является интерметаллидный сплав на основе титана, имеющий следующий химический состав, мас.%:The closest analogue, taken as a prototype, is an intermetallic alloy based on titanium having the following chemical composition, wt.%:

AlAl 10-1210-12 NbNb 38-4238-42 MoMo 0,5-1,00.5-1.0 VV 1-1,51-1.5 ZrZr 1-1,51-1.5 SiSi 0,1-0,250.1-0.25 CC 0,03-0,080.03-0.08 TiTi остальное (Патент РФ 2210612)the rest (RF Patent 2210612)

Сплав-прототип обладает недостаточной жаростойкостью к окислению в воздушной среде при рабочих температурах 600°C и выше.The prototype alloy has insufficient heat resistance to oxidation in air at operating temperatures of 600 ° C and above.

Технической задачей изобретения является разработка интерметаллидного сплава на основе титана, обладающего повышенной жаростойкостью при температуре до 700°C.An object of the invention is the development of an intermetallic alloy based on titanium having high heat resistance at temperatures up to 700 ° C.

Для достижения поставленной технической задачи предложен интерметаллидный сплав на основе титана, содержащий алюминий, ниобий, молибден, цирконий, кремний и углерод, который дополнительно содержит вольфрам и тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve the technical task, an intermetallic alloy based on titanium is proposed, containing aluminum, niobium, molybdenum, zirconium, silicon and carbon, which additionally contains tungsten and tantalum in the following ratio of components, wt.%:

AlAl 10,5-12,510.5-12.5 NbNb 38-4238-42 MoMo 0,3-0,60.3-0.6 ZrZr 1,5-2,51.5-2.5 SiSi 0,1-0,250.1-0.25 CC 0,03-0,080.03-0.08 WW 0,5-1,00.5-1.0 TaTa 0,7-1,50.7-1.5 TiTi остальноеrest

Изделия из предлагаемого сплава способны длительно работать при температурах до 700°C в воздушной среде.Products from the proposed alloy are able to work for a long time at temperatures up to 700 ° C in air.

Авторами установлено, что дополнительное введение в интерметаллидный сплав на основе титана вольфрама и тантала, при заявленном соотношении и содержании компонентов, повышает жаростойкость сплава за счет формирования на поверхности сплава плотных оксидных соединений [(Ti2O3, Al2O3, (Nb, Ta)2O5], затрудняющих проницаемость кислорода к границам раздела газовая среда - металл, и образования в поверхностном слое металла легированных твердых растворов титана с Nb, Mo, W, Ta и Si, снижающих коэффициенты диффузии кислорода в матрице при повышенных температурах.The authors found that the additional introduction of tungsten and tantalum to an intermetallic alloy based on the stated ratio and content of components increases the heat resistance of the alloy due to the formation of dense oxide compounds [(Ti 2 O 3 , Al 2 O 3 , (Nb, Ta) 2 O 5], hampering the oxygen permeability of the interfaces to the gaseous medium - metal, and the formation of a surface layer of titanium metal doped solid solution with Nb, Mo, W, Ta and Si, reduce the diffusion coefficients of oxygen in the matrix at elevated temp tures.

Примеры осуществленияExamples of implementation

Слитки предлагаемых сплавов изготавливали по технологии производства интерметаллидных титановых сплавов, включающей использование шихтовых материалов - титановой губки и лигатур, изготовление расходуемого электрода методом непрерывного прессования, выплавку слитков многократным вакуумно-дуговым переплавом для получения однородного химического состава.The ingots of the proposed alloys were manufactured using the production technology of intermetallic titanium alloys, including the use of charge materials - titanium sponges and alloys, the manufacture of a consumable electrode by continuous pressing, and the ingot smelting by multiple vacuum-arc remelting to obtain a uniform chemical composition.

Для испытаний на жаростойкость использовались цилиндрические образцы размером 15×20 мм.For heat resistance tests, 15 × 20 mm cylindrical samples were used.

Составы предлагаемого сплава (№1-3) и сплава-прототипа №4 приведены в таблице 1.The compositions of the proposed alloy (No. 1-3) and alloy prototype No. 4 are shown in table 1.

Жаростойкость сплавов оценивали по привесу образцов в г/м2 при их выдержке в воздушной среде при температурах 600, 650, 700°C в течение 100 часов.The heat resistance of the alloys was evaluated by the weight gain of the samples in g / m 2 when they were held in air at temperatures of 600, 650, 700 ° C for 100 hours.

Как видно из таблицы 2, предлагаемый сплав превосходит сплав-прототип по жаростойкости при температуре 600°C на 29,3-34,6%, при температуре 650°C на 14,5-18,7% и при 700°C на 24-25%.As can be seen from table 2, the proposed alloy surpasses the prototype alloy in heat resistance at a temperature of 600 ° C by 29.3-34.6%, at a temperature of 650 ° C by 14.5-18.7% and at 700 ° C by 24 -25%.

Использование предлагаемого сплава в качестве жаростойкого материала позволит повысить ресурс деталей и обеспечить надежную работу конструкции.Using the proposed alloy as a heat-resistant material will increase the resource of parts and ensure reliable operation of the structure.

ТаблицаTable No. Содержание компонентов в мас.%The content of components in wt.% AlAl NbNb MoMo ZrZr SiSi CC WW TaTa VV TiTi 1one 10,510.5 38,038,0 0,30.3 1,51,5 0,100.10 0,030,03 0,50.5 0,70.7 -- ОсноваThe basis 22 11,111.1 39,039.0 0,50.5 2,02.0 0,120.12 0,040.04 0,70.7 0,90.9 -- -|-- | - 33 12,512.5 42,042.0 0,60.6 2,52.5 0,250.25 0,080.08 1,01,0 1,51,5 -- -|-- | - 4four 10,510.5 39,039.0 0,60.6 1,21,2 0,180.18 0,060.06 -- -- 1,31.3 -|-- | -

Таблица 2table 2 No. Привес при окислении, г/м2 за 100 часовThe weight gain by oxidation, g / m 2 for 100 hours Температура испытаний, °CTest temperature ° C 600600 650650 700700 1one 0,530.53 0,780.78 0,960.96 22 0,510.51 0,810.81 0,950.95 33 0,490.49 0,820.82 0,910.91 4four 0,750.75 0,960.96 1,21,2

Claims (1)

Интерметаллидный сплав на основе титана, включающий алюминий, ниобий, молибден, цирконий, кремний и углерод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вольфрам и тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al 10,5-12,5 Nb 38-42 Мо 0,3-0,6 Zr 1,5-2,5 Si 0,1-0,25 С 0,03-0,08 W 0,5-1,0 Та 0,7-1,5 Ti остальное
An intermetallic alloy based on titanium, including aluminum, niobium, molybdenum, zirconium, silicon and carbon, characterized in that it additionally contains tungsten and tantalum in the following ratio of components, wt.%:
Al 10.5-12.5 Nb 38-42 Mo 0.3-0.6 Zr 1.5-2.5 Si 0.1-0.25 FROM 0.03-0.08 W 0.5-1.0 That 0.7-1.5 Ti rest
RU2009139791/02A 2009-10-28 2009-10-28 Intermetallic titanium-based alloy RU2405849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139791/02A RU2405849C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Intermetallic titanium-based alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139791/02A RU2405849C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Intermetallic titanium-based alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405849C1 true RU2405849C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009139791/02A RU2405849C1 (en) 2009-10-28 2009-10-28 Intermetallic titanium-based alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405849C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576288C1 (en) * 2014-10-31 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) Method of producing of intermetallic alloys based on titanium aluminide with increased niobium content
RU2586947C1 (en) * 2015-06-25 2016-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Titanium-based alloy and article made therefrom
RU2627304C1 (en) * 2016-10-19 2017-08-07 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Intermetallide titanium-based alloy and product thereof
RU2730348C2 (en) * 2014-12-22 2020-08-21 Сафран Эркрафт Энджинз Intermetallic titanium-based alloy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576288C1 (en) * 2014-10-31 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) Method of producing of intermetallic alloys based on titanium aluminide with increased niobium content
RU2730348C2 (en) * 2014-12-22 2020-08-21 Сафран Эркрафт Энджинз Intermetallic titanium-based alloy
RU2586947C1 (en) * 2015-06-25 2016-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Titanium-based alloy and article made therefrom
RU2627304C1 (en) * 2016-10-19 2017-08-07 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Intermetallide titanium-based alloy and product thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2405849C1 (en) Intermetallic titanium-based alloy
JP6328398B2 (en) High strength titanium alloy with excellent oxidation resistance and compressor parts using the same
JP5457018B2 (en) Platinum iridium alloy and method for producing the same
US20100276646A1 (en) Pt or pt alloy materials hardened by oxide dispersion, produced by inner oxidation and having proportions of oxide and good ductility
MI et al. Non-isothermal oxidation and ignition prediction of Ti-Cr alloys
JPH10259435A (en) Iridium-based alloy
JP2009035750A (en) HEAT RESISTANT PtRh ALLOY
JP5876943B2 (en) Alloy and production method thereof
US9249488B2 (en) Ni-base dual multi-phase intermetallic compound alloy containing Nb and C, and manufacturing method for same
RU2592657C2 (en) Heat-resistant titanium-based alloy and article made therefrom
RU2396366C1 (en) Heat resistant titanium alloy
RU2434068C1 (en) ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al
RU2586947C1 (en) Titanium-based alloy and article made therefrom
RU2606368C1 (en) Intermetallic titanium-based alloy and article made therefrom
RU2434067C1 (en) ALLOY ON BASE OF INTER-METALLIDE Ni3Al
RU2471879C1 (en) Heatproof titanium alloy
RU2210612C2 (en) Titanium-based alloy and product prepared therefrom
JP4199406B2 (en) Molybdenum material and manufacturing method thereof
EP1721666B1 (en) INTERMETALLIC COMPOUND Ni3Al CATALYST FOR METHANOL REFORMING AND METHOD FOR REFORMING METHANOL USING SAME
US9187808B2 (en) Ni-base dual multi-phase intermetallic compound alloy containing Ti and C, and manufacturing method for same
RU2351673C1 (en) CAST ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIDE Ni3Al AND PRODUCT IMPLEMENTED FROM IT
RU2627304C1 (en) Intermetallide titanium-based alloy and product thereof
RU2353692C1 (en) CASTABLE ALLOY ON BASIS OF INTERMETALLIDE Ni3Al AND PRODUCT IMPLEMENTED OF IT
RU2471880C1 (en) Heatproof titanium alloy
RU2211254C2 (en) Titanium-base alloy and article made of thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111029