Результат интеллектуальной деятельности: ЛИГАТУРА ДЛЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к лигатурам, используемым при производстве сплавов титана.

Введение в сплав легирующих компонентов, различающихся по плотности, температуре плавления и другим характеристикам, невозможно без применения промежуточного сплава - лигатуры, которая по физическим параметрам близка к титану и позволяет получать однородный бездефектный металл с заданными характеристиками.

В цветной металлургии известна лигатура на основе ванадия, содержащая алюминий и другие элементы, входящие в состав сплавов на основе цветных металлов, в том числе и титана, которая содержит, мас.%: ванадия - 19-25, молибдена 9-15, циркония 4-10, алюминия - остальное [1].

Недостатком этой лигатуры является низкая коррозионно-механическая прочность легированных ею титановых сплавов.

Например, сплав системы титан-алюминий-ванадий-молибден-углерод, полученный с использованием известной лигатуры, имеет коррозионно-механическую прочность (число циклов до разрушения в 3%-ном растворе поваренной соли при нагрузке 0,7 от предела текучести) 900-1100.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемой является лигатура для титановых сплавов следующего состава, мас.%

[2]. - Прототип.

Недостатком этой лигатуры-прототипа является также низкая коррозионно-механическая прочность титановых сплавов, полученных с ее использованием.

Титановый сплав системы титан-алюминий-ванадий-молибден-углерод имеет коррозионно-механическую прочность 800-1200 циклов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение коррозионно-механической прочности титановых сплавов.

Для достижения технического результата в лигатуру-прототип, которая содержит алюминий, ванадий и углерод, дополнительно вводят молибден и титан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Введение в состав заявляемой лигатуры молибдена позволяет повысить коррозионно-механическую прочность сплава, полученного с ее использованием, а введение в состав лигатуры титана компенсирует снижение содержания ванадия при практически неизменном содержании алюминия, сохраняя технологические качества лигатуры (например, температуру плавления и дробимость).

Предложенную лигатуру получили методом внепечной алюмотермической плавки.

Пример конкретного выполнения.

Для получения предлагаемой лигатуры была приготовлена шихта, содержащая окислы ванадия, молибдена, кальция, алюминий, титан, графит, фтористый кальций и оборотный шлак загружали в медные тигли. Инициирование реакции осуществляли сжиганием смеси КМnO₄+Аl от электрозапала. Необходимое количество тепла обеспечивалось экзотермичностью химических реакций восстановлением.

В таблице приведены составы предложенной лигатуры и значения коррозионно-механической прочности титанового сплава системы титан-алюминий-ванадий-молибден-углерод, полученного с использованием предложенной лигатуры.

Коррозионно-механическую прочность титанового сплава определяли методом циклического нагружения круглых образцов с диаметром рабочей части 8 мм с острым кольцевым надрезом в средней части образца на глубину 1 мм при нагрузке 0,7 от предела текучести. Испытания проводили в 3%-ном растворе поваренной соли.

Полученные результаты показали, что предложенная лигатура в сравнении с известной обеспечивает повышение коррозионно-механической прочности титановых сплавов в 2-2,5 раза.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №396413, кл. С22С 35/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР №515821, кл. С22С 35/00, 1976.