×
09.05.2019
219.017.50c2

Результат интеллектуальной деятельности: СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
02175992
Дата охранного документа
20.11.2001
Аннотация: Изобретение относится к созданию титановых сплавов, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала, работающего при повышенных температурах. Сплав имеет следующий химический состав, мас.%: алюминий 4,5-7,3, молибден 0,4 - 3,8, цирконий 3,0-5,0, олово 1,5-3,5, ниобий 0,5-2,0, железо 0,04-0,28, кремний 0,05-0,5, гадолиний 0,01-0,2, углерод 0,01-0,3, кислород 0,04-0,2, водород 0,005-0,3, азот 0,005-0,04, титан остальное. Предлагаемый состав позволит повысить жаропрочные характеристики сплава и изделий, выполненных из него; предел длительной 100-часовой прочности при 500С - на 30%, при 600С - на 70%; предел ползучести (100 ч) при 500С - на 80%, при 600C - на 200%. Применение предложенного сплава позволит снизить массу деталей и узлов на 50% и более и повысить полезную нагрузку самолетов. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к авиационной технике и цветной металлургии, в частности к созданию титановых сплавов, предназначенных для использования в качестве конструкционного материала, работающего при повышенных температурах.

Известен сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%:
алюминий - 5,0-6,8
ванадий - 3,5-4,5
цирконий - 0,01-0,3
железо - 0,1-0,28
кремний - 0,01-0,11
хром - 0,0-0,15
марганец - 0,01-0,15
медь - 0,01-0,15
никель - 001-0,15
углерод - 0,01-0,09
азот - 0,005-0,04
титан - остальное /1/.

Из этого сплава изготавливают детали авиационной техники, работающие при повышенных температурах.

Недостатком этого сплава являются пониженные характеристики длительной прочности за 100 часов при температурах 500 и 600oC ( и ) и предела ползучести за 100 часов при 500 и 600oC ( и ). Изделия из этого сплава имеют низкие характеристики по жаропрочности и большую массу.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сплав на основе титана следующего состава, мас.%:
алюминий - 5,0-7,0
молибден - 2,0-4,0
цирконий - 2,5-6,0
олово - 3,0-5,0
ниобий - 0,3-2,0
железо - до 0,1
кремний - 0,005-0,8
углерод - 0,05-0,8
кислород - 0,05-0,2
титан - остальное /2/.

Этот сплав также обладает пониженными жаропрочными характеристиками ; ; ; . Изделия из него обладают большой массой, что утяжеляет конструкцию авиационной техники.

Технической задачей изобретения является повышение характеристик жаропрочности сплава и уменьшение массы изделий, выполненных из него.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе титана, содержащий алюминий, молибден, цирконий, олово, ниобий, железо, кремний, углерод и кислород, дополнительно содержащий гадолиний, водород и азот, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алюминий - 4,5-7,3
молибден - 0,4-3,8
цирконий - 3,0-5,0
олово - 1,5-3,5
ниобий - 0,5-2,0
железо - 0,04-0,28
кремний - 0,05-0,5
гадолиний - 0,01-0,2
углерод - 0,01-0,3
кислород - 0,04-0,2
водород - 0,005-0,3
азот - 0,005-0,04
титан - остальное
Сплав и изделие, выполненное из него, легирован комплексом β-стабилизирующих элементов (Nb, Mo, Si, Fe, Н), α-стабилизирующих (Al, O2, N) и нейтральных упрочнителей (Zr, Sn), что обеспечивает эффективное упрочнение α - и β-твердых растворов и однородное участие их в нагружении.

Авторами было установлено, что введение в сплав азота (в пределах растворимости в α-фазе) обеспечивает повышение жаропрочности α-матрицы. Присутствие в сплаве модифицирующей добавки гадолиния обеспечивает однородное распределение интерметаллидов, α2 -фазы и силицидов, что в свою очередь повышает жаропрочные характеристики.

Содержание регламентированного количества водорода, наряду с другими элементами предлагаемого сплава, обеспечивает получение требуемого комплекса механических свойств.

Были исследованы механические свойства сплавов трех составов, входящих в заявленный сплав (1, 2, 3).

Для получения сравнительных данных выплавляли слитки составов предлагаемого сплава и сплава-прототипа. Слитки ковали на плиты и прокатывали в листы толщиной 1,0 мм. Из заготовок листов изготавливали образцы, которые подвергали испытаниям при температуре 500 и 600oC (таблица).

Предлагаемый состав позволит повысить жаропрочные характеристики сплава и изделий, выполненных из него: предел длительной 100-часовой прочности при 500oC - на 20%, при 600 - на 35%; предел ползучести (100 часов) при 500oC - на 35%, при 600oC - на 40%.

Применение предложенного сплава позволит снизить массу деталей и узлов на 50% и более и повысить полезную нагрузку самолетов.

Литература
1. Патент РФ N 2086695, кл. C 22 C 14/00.

2. Патент US 5922274, кл. C 22 C 14/00.

1.Сплавнаосноветитана,содержащийалюминий,молибден,цирконий,олово,ниобий,железо,кремний,углеродикислород,отличающийсятем,чтоондополнительносодержитгадолиний,водородиазотприследующемсоотношениикомпонентов,маc.%:Алюминий-4,5-7,3Молибден-0,4-3,8Цирконий-3,0-5,0Олово-1,5-3,5Ниобий-0,5-2,0Железо-0,04-0,28Кремний-0,05-0,5Гадолиний-0,01-0,2Углерод-0,01-0,3Кислород-0,04-0,2Водород-0,005-0,3Азот-0,005-0,04Титан-Остальное2.Изделие,выполненноеизсплаванаосноветитана,отличающеесятем,чтооновыполненоизсплаваследующегохимическогосостава,маc.%:Алюминий-4,5-7,3Молибден-0,4-3,8Цирконий-3,0-5,0Олово-1,5-3,5Ниобий-0,5-2,0Железо-0,04-0,28Кремний-0,05-0,5Гадолиний-0,01-0,2Углерод-0,01-0,3Кислород-0,04-0,2Водород-0,005-0,3Азот-0,005-0,04Титан-Остальное1
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 61 items.
09.06.2019
№219.017.7fff

Керамическая форма для получения монокристаллических отливок

Изобретение может быть использовано при получении крупногабаритных, преимущественно сопловых монокристаллических лопаток стационарных газотурбинных установок. В форме имеется затравочная полость для размещения монокристаллической затравки и полости перемычек пера лопатки. Стартовая полость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02167029
Дата охранного документа: 20.05.2001
09.06.2019
№219.017.8061

Противообледенительная жидкость (варианты)

Изобретение относится к составам противообледенительных жидкостей для удаления ледяных отложений (иней, изморозь, снег, лед) с поверхности самолетов и предотвращения повторного обледенения в наземных условиях при предполетной подготовке летательного аппарата вплоть до взлета. Предлагаемая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02192443
Дата охранного документа: 10.11.2002
09.06.2019
№219.017.8070

Композиция для теплоаккумулирующего материала

Изобретение относится к композициям для получения теплоаккумулирующих материалов, которые могут быть использованы в качестве защиты от многократных нагревов приборов и оборудования, чувствительных к воздействию повышенных температур, а также в качестве греющих элементов в защитной одежде или в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02190656
Дата охранного документа: 10.10.2002
19.06.2019
№219.017.8c2b

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к высокопрочным деформируемым термически упрочняемым свариваемым сплавам на основе алюминия, в частности системы Al - Cu - Li, используемым в качестве конструкционных материалов в изделиях авиакосмической техники, таких как сварные топливные баки для работы при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002163940
Дата охранного документа: 10.03.2001
19.06.2019
№219.017.8c31

Жаропрочный сплав на основе никеля и изделие, выполненное из этого сплава

Изобретение относится к области металлургии жаропрочных свариваемых сплавов на никелевой основе и изделий, выполненных из этих сплавов, для авиационной техники, машиностроения и народного хозяйства. Сплав обладает повышенными значениями рабочих температур пределов длительной прочности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02164959
Дата охранного документа: 10.04.2001
19.06.2019
№219.017.8c32

Способ азотирования жаропрочных сплавов на никелевой, железоникелевой, никель-кобальтовой и кобальтовой основе

Способ азотирования жаропрочных сплавов на никелевой, железоникелевой, никель-кобальтовой и кобальтовой основе включает продувку потоком азота, нагрев до 1150-1250°С, последующую выдержку при этой температуре в потоке азота, который подается со скоростью 3-10 л/мин, и охлаждение со скоростью не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02164964
Дата охранного документа: 10.04.2001
10.07.2019
№219.017.aba2

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным жаропрочным сплавам на основе интерметаллида NiAl и изделиям, получаемым методом точного литья, таким как рабочие и сопловые лопатки, элементы камер сгорания, створки и другие детали ГТД, используемым в авиационной технике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237093
Дата охранного документа: 27.09.2004
10.07.2019
№219.017.aba3

Полимерное связующее и полимерный композиционный материал на его основе

Изобретение относится к полимерным связующим и композиционным материалам на их основе, которые могут быть использованы в качестве конструкционных материалов в авиационной, космической, радиоэлектронной областях промышленности. Связующее включает эпоксидную ароматическую смолу (75-95 м.ч.), ПАВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02237688
Дата охранного документа: 10.10.2004
10.07.2019
№219.017.aba6

Сплав на основе алюминия и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к высокопрочным сплавам пониженной плотности на основе системы алюминий-медь-литий и может быть использовано в авиакосмической, судостроительной и автомобильной отраслях промышленности. Предложен сплав на основе алюминия и изделие из него, содержащие следующие компоненты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002237098
Дата охранного документа: 27.09.2004
10.07.2019
№219.017.b1c0

Способ получения защитного покрытия на лопатках газовых турбин

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии и может быть использовано в авиационном и энергетическом газотурбиностроении для защиты пера лопаток турбин от высокотемпературного окисления и коррозии. Способ предполагает осаждение вакуумно-дуговым методом на поверхность пера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02171315
Дата охранного документа: 27.07.2001
+ добавить свой РИД