[go: up one dir, main page]

DE1258114B - Process for the production of semi-finished products from a titanium-aluminum-vanadium alloy - Google Patents

Process for the production of semi-finished products from a titanium-aluminum-vanadium alloy

Info

Publication number
DE1258114B
DE1258114B DEA23432A DEA0023432A DE1258114B DE 1258114 B DE1258114 B DE 1258114B DE A23432 A DEA23432 A DE A23432A DE A0023432 A DEA0023432 A DE A0023432A DE 1258114 B DE1258114 B DE 1258114B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alloy
aluminum
vanadium
titanium
alloys
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DEA23432A
Other languages
German (de)
Inventor
Harold D Kessler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crucible Steel Company of America
Original Assignee
Crucible Steel Company of America
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 Crucible Steel Company of America filed Critical Crucible Steel Company of America
Publication of DE1258114B publication Critical patent/DE1258114B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C14/00Alloys based on titanium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von Halbzeug aus einer Titan-Aluminium-Vanadium-Legierung Es ist bekannt, daß bei Titanlegierungen der Gehalt an Begleitelementen, insbesondere Wasserstoff, aber auch Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff, von außergewöhnlicher Bedeutung für die mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie für die Bearbeitbarkeit von Halbzeug und Werkstoff ist. Es sind bereits Titan-Aluminium-Legierungen mit einem oder mehreren Legierungselementen in der nicht zum Stand der Technik gehörenden deutschen Auslegeschrift 1179 006 beschrieben worden, wobei der Aluminiumgehalt 0,5 bis 46 % beträgt und 0,5 bis 40 °/a folgender Legierungselemente: Vanadium, Niob, Tantal, Zirkonium und/ oder 0,5 bis 15°/o Blei, 0,5 bis 5°/o Kobalt und gegebenenfalls 0,25 % bis 5 °/o Kupfer und/oder Nickel, 0,5 bis 25°/a Wolfram, 0,25 bis 3°/o Silicium, 0,1 bis 111/0 Beryllium, 0,5 bis 100/0 Indium, 0,5 bis 501, Wismut, 0,5 bis 15 °/o Silber, 0,05 bis 1 °/o Bor, einzeln oder zu mehreren enthalten sein können, und zwar neben den üblichen Legierungsbegleitern Kohlenstoff, Sauerstoff; Stickstoff, Chrom, Eisen, Cer, Arsen, Schwefel, Tellur, Phosphor.Process for the production of semi-finished products from a titanium-aluminum-vanadium alloy It is known that in titanium alloys the content of accompanying elements, in particular hydrogen, but also oxygen, nitrogen and carbon, is of exceptional importance for the mechanical and thermal properties and for the machinability of semi-finished product and material. Titanium-aluminum alloys with one or more alloying elements have already been described in German Auslegeschrift 1179 006, which does not belong to the state of the art, the aluminum content being 0.5 to 46 % and 0.5 to 40% / a of the following alloying elements: Vanadium, niobium, tantalum, zirconium and / or 0.5 to 15 % lead, 0.5 to 5% cobalt and optionally 0.25% to 5% copper and / or nickel, 0.5 to 25% tungsten, 0.25 to 3% silicon, 0.1 to 111/0 beryllium, 0.5 to 100/0 indium, 0.5 to 501, bismuth, 0.5 to 15% Silver, 0.05 to 1% boron, can be contained individually or in groups, namely in addition to the usual alloy companions carbon, oxygen; Nitrogen, chromium, iron, cerium, arsenic, sulfur, tellurium, phosphorus.

Es sind auch nicht zum Stand der Technik zählende Titan-Aluminium-Legierungen in dem deutschen Patent 1142 445 vorgeschlagen worden mit 0,25 bis 7,50/0 Aluminium und/oder 0,25 bis 160/,) Zinn mit zusätzlich einem oder mehreren Legierungselementen in Form von 0,25 bis 51)10 Wismut oder Indium, 0,1 bis 101)/, Niob, Tantal oder Zirkonium, 0,1 bis 300/, Vanadium, 0,1 bis 15 % Wolfram, 0,1 bis weniger als .20/,Eisen oder Kobalt, 0,1 bis 1,5°/n Nickel, 0,1 bis 2,5l)/0, 4 bis 501, oder 7,50/0 Mangan, 0,1 bis 2,50/" mehr als 5 bis 12,5 °/n oder gegebenenfalls bis 1.8 °/n Chrom, 0,1 bis 2,5l)/" 5 bis 151)/" oder gegebenenfalls bis zu 200/, Molybdän sowie an Legierungsbegleitern bis 0,3 % Sauerstoff, bis 0,3 % Kohlenstoff, bis 0,2 % Stickstoff, Rest zumindest 70/0 Titan. Teile aus diesen Legierungen besitzen nach dem Schweißen noch eine gewisse Dehnbarkeit.There are also not belonging to the state of the art Titanium-aluminum alloys have been proposed in the German patent 1,142,445 with from 0.25 to 7,50 / 0 aluminum and / or 0.25 to 160 /,) with tin in addition to one or several alloy elements in the form of 0.25 to 51) 10 bismuth or indium, 0.1 to 101) /, niobium, tantalum or zirconium, 0.1 to 300 /, vanadium, 0.1 to 15 % tungsten, 0.1 to less than .20 /, iron or cobalt, 0.1 to 1.5 ° / n nickel, 0.1 to 2.5 l) / 0.4 to 501, or 7.50 / 0 manganese, 0.1 to 2.50 / "more than 5 to 12.5 ° / n or optionally up to 1.8 ° / n chromium, 0.1 to 2.5l) /" 5 to 151) / "or optionally up to 200 /, molybdenum and on Alloy companions up to 0.3 % oxygen, up to 0.3 % carbon, up to 0.2 % nitrogen, the remainder at least 70/0 titanium.Parts made from these alloys still have a certain ductility after welding.

Es ist auch bereits ein nicht zum Stand der Technik zählendes Verfahren zur Herstellung von warmfesten Werkstoffen aus Titanlegierungen mit 1 bis 60/0 Vanadium und/oder Molybdän und einem zumindest ebenso hohen Aluminiumgehalt Gegenstand des deutschen Patents 1107 947, wobei ein Gießling dieser Zusammensetzung vorerst hoch in das a/ß-Phasengebiet erhitzt wird. Es kommt dadurch zu einem Kornwachstum der kontinuierlichen a-Phase. Die Legierung wird dann abgeschreckt und gealtert. Das Hochglühen geschieht in diesem Fall während 4 bis 24h bei einer Temperatur von 815 bis 900°C, das Altern innerhalb von 12 bis 24 h bei 540 bis 650°C.It is also a process for the production of heat-resistant materials from titanium alloys with 1 to 60/0 vanadium and / or molybdenum and an at least as high aluminum content, which is not part of the prior art, the subject of German patent 1107 947, whereby a casting of this composition is initially high is heated in the a / ß phase region. This leads to a grain growth of the continuous a-phase. The alloy is then quenched and aged. In this case, the annealing takes place for 4 to 24 hours at a temperature of 815 to 900 ° C, the aging takes place within 12 to 24 hours at 540 to 650 ° C.

Diese Legierungen lassen noch viele Wünsche offen hinsichtlich Festigkeit und Dehnbarkeit bzw. Verarbeitbarkeit.These alloys leave a lot to be desired in terms of strength and extensibility or processability.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen nun ganz bestimmte Titan-Aluminium-Vanadium-Legierungen mit a/ß-Gefüge relativ enger Bereiche der einzelnen Legierungselemente mit außerordentlich geringem Anteil an Legierungsbegleitern in Form von Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff' und Kohlenstoff' zugrunde, die sich infolge ihrer speziellen Zusammensetzung einer Wärmebehandlung zur Besserung ihrer mechanischen Eigenschaften (Festigkeit und Dehnung), was bei anderen Titanlegierungen nicht möglich ist, unterziehen lassen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht man ein sehr geringes Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit. Werden die erfindungsgemäß behandelten Legierungen wieder angelassen, so erhält man ein besonders hochfestes, jedoch duktiles und verarbeitbares Halbzeug.The method according to the invention is now based on very specific titanium-aluminum-vanadium alloys with a / ß-structure relatively narrow areas of the individual alloy elements with extraordinarily low proportion of alloying companions in the form of hydrogen, oxygen, nitrogen ' and carbon, which, due to their special composition, form a Heat treatment to improve their mechanical properties (strength and elongation), what is not possible with other titanium alloys. By the The method according to the invention achieves a very low ratio of yield strength to tensile strength. If the alloys treated according to the invention are tempered again, in this way a particularly high-strength, but ductile and processable semi-finished product is obtained.

Die Erfindung betrifft somit das Verfahren zur Herstellung von Halbzeug hoher Festigkeit und Duktilität aus einer Titan-Aluminium-Vanadium-Legierung und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung aus 2 bis 8 °/o, vorzugsweise 2 bis 7 % Aluminium, 1 bis 10 °/o, vorzugsweise 2 bis 6 % Vanadium und 0;001 bis 0,003 °/o, vorzugsweise bis 0,021)/, Wasserstoff, 0,01 bis 0,2l)/,) Sauerstoff, 0,005 bis 0,10/0 Stickstoff und/oder 0,01 bis 0,25 °/o Kohlenstoff, Rest Titan verwendet wird, wobei die Summe Sauerstoff + Stickstoff -I- Kohlenstoff 0,5 °/o nicht überschreitet, und daß diese Legierung auf eine Temperatur hoch im a/ß-Phasengebiet erhitzt, von dieser Temperatur abgeschreckt, warm verformt und zumindest 1 h (h = Stunde) bei 480 bis 650°C gealtert wird. Bevorzugt werden Legierungen mit 6 bis 70/, Aluminium und 4 °/o Vanadium angewandt. Bei Legierungen mit 4 bis 8 °/Q .Aluminium und 2 bis 5 °/o Vanadium erfolgt die Wärmebehandlung stets bei 540 bis 650°C während 12 bis 30 h.The invention thus relates to the method for producing semi-finished products of high strength and ductility from a titanium-aluminum-vanadium alloy and is characterized in that an alloy of 2 to 8 % , preferably 2 to 7% aluminum, 1 to 10 ° / o, preferably 2 to 6 % vanadium and 0.001 to 0.003%, preferably to 0.021) /, hydrogen, 0.01 to 0.2l) /,) oxygen, 0.005 to 0.10 / 0 nitrogen and / or 0.01 to 0.25% carbon, the remainder titanium is used, the sum of oxygen + nitrogen -I- carbon not exceeding 0.5%, and that this alloy is heated to a temperature high in the a / ß- Phase area heated, quenched from this temperature, hot worked and aged for at least 1 h (h = hour) at 480 to 650 ° C. Alloys with 6 to 70%, aluminum and 4% vanadium are preferred. In the case of alloys with 4 to 8% aluminum and 2 to 5% vanadium, the heat treatment is always carried out at 540 to 650 ° C for 12 to 30 hours.

Das erfindungsgemäß erhaltene Halbzeug zeichnet sich durch besondere Festigkeit, Duktilität und Zähigkeit, sowohl bei Raumtemperatur als auch in der Wärme aus. Man kann die erfindungsgemäß behandelten Legierungen als ausgesprochen warmfest bezeichnen. Ein besonderer Vorteil liegt in der guten Schweißbarkeit. Das. geschweißte Halbzeug besitzt eine hervorragende-Dehnbarkeit, wenn es erfindungsgemäß behandelt worden ist. Das Verhältnis zwischen Streckgrenze und Zugfestigkeit liegt außerordentlich günstig.The semifinished product obtained according to the invention is distinguished by special features Strength, ductility and toughness, both at room temperature and in the Heat from. The alloys treated according to the invention can be regarded as pronounced refer to heat resistant. A particular advantage is the good weldability. That. welded semi-finished product has an excellent ductility when it is according to the invention has been treated. The relationship between the yield point and tensile strength lies extremely cheap.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Wärmebehandlung an einer Legierung, die z. B. durch Einschmelzen einer Vorlegierung im elektrischen Lichtbogenofen erhalten wurde. Dabei dient die Vorlegierung als verzehrende Elektrode; gegebenenfalls kann die erstarrte Schmelze aus dem Lichtbogenofen ein zweites, Mal auf gleiche Weise umgeschmolzen werden. Eiire andere Möglichkeit zur Herstellung der dem erfindungsgemäßen Verfahren zu unterziehenden Legierungen ist das Heißwalzen von gegebenenfalls gesinterten Formkörpern aus Metallpulvern in einer Schutzgasatmosphäre.According to the method according to the invention, the heat treatment takes place an alloy z. B. by melting a master alloy in the electrical Arc furnace was obtained. The master alloy serves as a consuming electrode; if necessary, the solidified melt can be removed from the arc furnace a second time be remelted in the same way. Any other way of manufacturing the alloys to be subjected to the process of the invention are hot rolling of optionally sintered shaped bodies made of metal powders in a protective gas atmosphere.

Die Festigkeit der-erfindungsgemäß zu behandelnden Legierungen wird durch einen Minimalgehalt von 211/, Aluminium merklich erhöht. Der Vanadiumgehalt von zumindest) °/o führt zu einer Verbesserung der Festigkeit und -Verarbeitbarkeit, ein Vanadiumgehalt über 1011/0 bietet hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Festigkeit keine Vorteile mehr. Die Festigkeit steigt also mit zunehmendem Aluminiumgehalt und in geringem Ausmaß mit zunehmenden Vanadiumgehalt; die Verarbeitbarkeit sinkt mit steigendem Aluminiumgehalt und -steigt mit steigendem Vanadiumgehalt. Besonders gut ist die Verformbarkeit mit einem Vanadiumgehalt von zumindest etwa 3 °/o. Bevorzugt wird eine Legierung mit 6 bis 7 °/o Aluminium, 3 bis 5 °/o Vanädium, Rest Titan, ganz besonders bevorzugt werden solche mit 6 °/o Aluminium, 4 °/o Vanadium. Bleche einer Legierung mit 2 bis 5 °/o Aluminium und 3 bis 1011/0 Vanadium lassen sich bei etwa 260°C verformen. Legierungen der bevorzugten Zusammensetzung zeichnen sich durch eine ganz besonders gute Schweißbarkeit aus.The strength of the alloys to be treated according to the invention is noticeably increased by a minimum content of 211 /, aluminum. The vanadium content of at least) ° / o leads to an improvement in strength and processability, a vanadium content above 1011/0 offers in terms of processability and strength no more advantages. The strength increases with increasing aluminum content and to a lesser extent with increasing vanadium content; the processability decreases with increasing aluminum content and increasing with increasing vanadium content. Particularly deformability is good with a vanadium content of at least about 3%. Preferred an alloy with 6 to 7% aluminum, 3 to 5% vanadium, the remainder titanium, Particularly preferred are those with 6% aluminum and 4% vanadium. Sheets an alloy with 2 to 5% aluminum and 3 to 1011/0 vanadium can be deform at about 260 ° C. Alloys of the preferred composition stand out characterized by a particularly good weldability.

Die z. B. im Lichtbogenofen erschmolzene Legierung kann bei 760 bis 927°C warm gewalzt oder bei 816 bis 1093°C warm gepreßt werden. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wird ein solches Halbzeug auf eine Temperatur hoch im a/ß-Phasengebiet etwa 1 bis 2 h gehalten und dann schnell abgekühlt oder abgeschreckt. Der erhaltene Werkstoff zeichnet sich durch ein besonders günstiges Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit und damit durch eine hervorragende Verarbeitbarkeit in der Wärme, beispeilsweise bei etwa 260°C, aus. Das Halbzeug wird dann warm verformt und danach zumindest 1 h bei 480 bis 650°C gealtert. Man erhält auf diese Weise wieder ein sehr hohes Verhältnis von Streckgrenze zu Zugfestigkeit, ohne jedoch dabei eine Verschlechterung der Dehnbarkeit zu beobachten.The z. B. in the arc furnace melted alloy can at 760 to 927 ° C hot-rolled or hot-pressed at 816 to 1093 ° C. For improvement the mechanical properties of such a semi-finished product becomes high to a temperature held in the a / ß phase region for about 1 to 2 hours and then quickly cooled or quenched. The material obtained is characterized by a particularly favorable ratio of Yield point to tensile strength and therefore excellent processability in the heat, for example at about 260 ° C. The semi-finished product is then thermoformed and then aged for at least 1 hour at 480 to 650 ° C. One gets in this way again a very high ratio of yield point to tensile strength, but without observing a deterioration in elasticity.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also möglich, einerseits eine hervorragende Verarbeitbarkeit der Legierungen zu gewährleisten und andererseits einen Werkstoff zu erhalten, der sich durch besondere Festigkeit und Duktilität auszeichnet. Die besonderen Behandlungsbedingungen und die Eigenschaften der Verfahrensprodukte gehen aus folgenden Tabellen hervor. Tabelle 1 Legie- Legierungs- rang elemente Wärmebehandlung o/' Al o/' V A 6 2 1025°C 0,5h O 600°C 24h L B 6 ' 4 10250C 0,5h O 6000C 24h L C 8 I 2 1025°C 0,5h O 600°C 24h L L = Abkühlen an Luft. O = Abkühlen im Ofen. Die Tabelle 2 bringt die mechanischen Eigenschaften eines zum Schmieden oder Plattieren geeigneten Halbzeugs jeweils bei Raumtemperatur nach der in Tabelle 1 genannten Wärmebehandlung. Tabelle 2 Dehnung Vickers-Härte Legierung Zugfestigkeit 0,2 0/,-Streckgrenze Einschnürung °/o Elastizitätsmodul (20 kg) (Prüfstab kg/mm2 kg/mm2 °/0 2,54 cm) kg/mm2 kg/rnm' A 95,5 87,4 38,9 14 13400 323 B 89,4 80 17 14 11920 304 C 95,5 85 14 6 12100 313 Es wurden auch zwei Legierungen, und zwar Legierung D mit 6 °/o Aluminium und 2 °/o Vanadium, sowie Legierung E mit 6 °/o Aluminium und 4 °/o Vanadium, Rest Titan, der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterzögen, und zwar 1 h auf 800°C Kochglühen, an Luft abkühlen, bei 500°C während 1 h altern und schließlich in Wasser abschrecken. Die mechanischen Eigenschaften dieser beiden Legierungen in Blechform sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3 Legierung Prüftemperatur Zugfestigkeit 0,2 °/o-Streck- Dehn ung Vickers-Härte Geringster Biegungsradius (gealtert) grenze (Prüfstab (10 kg) (Blechdicke) kg/mm' kg/nun2 2,54 cm) kg/mm2 längs quer D 27°C 102,5 81 12 345 3,0 3,5 370°C* 62,5 52,5 9 E 27°C 104 91,5 14 360 4,0 4,0 370°C* 75,5 62,5 9 * Geschweißt. Die bevorzugten Legierungen mit 4 bis 80/() Aluminium, 2 bis 51)10 Vanadium, Rest Titan besitzen überlegene Festigkeit und Dehnbarkeit bei erhöhten Temperaturen in der Größenordnung von z. B. 200 bis 540°C. Sie eignen sich daher besonders für Triebwerke und Bauteile an Flugzeugen. Durch eine 12- bis 30stündige Wärmebehandlung bei etwa 540 bis 650°C (Alterung) erhält man hoch warmfeste Legierungen, die ihre guten Eigenschaften auch bei Beanspruchung auf Temperaturwechsel beibehalten. Die in der Tabelle 4 erfaßten Legierungen F, G, H und J hatten einen Gehalt von 8 °/o Aluminium, die Legierungen F und H einen Gehalt von 2 °/o Vanadium, die Legierungen G und J einen solchen von 4 °/o Vanadium. Die Wärmebehandlung erfolgte bei 900°C in 24 h und Abschrecken in Wasser, Anlassen bei 550°C für 48 h und Abkühlen an der Luft. Die mechanischen Eigenschaften der so erhaltenen Produkte bei 425 bzw. 550°C sind in folgender Tabelle 4 zusammengestellt. Tabelle 4 Legierung Zugfestigkeit 0,2 0/"-Streckgrenze Einschnürung Dehnung Elastizitätsmodul kg/MM2 kg/r=2 % % kg/mm2 bei 425 ° C F 75,5 59 30 18 10500 G 81,5 66 60 22 9150 bei 550°C H 55 36,6 43 20 9350 J 70,3 50 60 17 Es wurden die Legierungen K und L mit jeweils 8 °/o Aluminium und bei Legierung K 2 °/o Vanadium und bei Legierung L 4 °/o Vanadium der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterzogen, und zwar 24 h Glühen bei 900°C, Abkühlen an der Luft und 48h Anlassen bei 550°C und schließlich Abkühlen an der Luft. Bei einer Prüftemperatur von 550°C wurde die Dauerstandfestigkeit nach 100 bzw. 500 h unter Zugrundelegung einer minimalen Kriechgeschwindigkeit von 0,1 °/0/h bzw. 0,01 °/0/h ermittelt. Es ergab sich, daß die Legierung K nach 100 h eine Bruchlast von 31 kg/mm2 und bei 500 h von 27 kg/mma ertrug. Die Werte für die Legierung L sind 25,3 kg/mmz bei 100 h und 18,3 kg/ mm2 bei 500 h.With the method according to the invention it is therefore possible, on the one hand, to ensure excellent workability of the alloys and, on the other hand, to obtain a material which is characterized by particular strength and ductility. The special treatment conditions and the properties of the process products are shown in the following tables. Table 1 Alloy alloy ran g elements heat treatment o / 'Al o /' V A 6 2 1025 ° C 0.5h O 600 ° C 24h L B 6 '4 1025 0 C 0.5h O 6000C 24h L C 8 I 2 1025 ° C 0.5h O 600 ° C 24h L L = cooling in air. O = cooling in the oven. Table 2 shows the mechanical properties of a semi-finished product suitable for forging or plating, in each case at room temperature after the heat treatment specified in Table 1. Table 2 Vickers hardness elongation Alloy tensile strength 0.2 0 /, - yield point constriction ° / o modulus of elasticity (20 kg) (Test rod kg / mm2 kg / mm2 ° / 0 2.54 cm) kg / mm2 kg / rnm ' A 95.5 87.4 38.9 14 13 400 323 B 89.4 80 17 14 11920 304 C 95.5 85 14 6 12 100 313 Two alloys, namely alloy D with 6% aluminum and 2% vanadium, and alloy E with 6% aluminum and 4% vanadium, the remainder being titanium, were subjected to the heat treatment according to the invention, namely 1 Heat to 800 ° C h, cool in air, age at 500 ° C for 1 h and finally quench in water. The mechanical properties of these two alloys in sheet form are summarized in Table 3. Table 3 Alloy Test temperature Tensile strength 0.2% elongation Vickers hardness Smallest bending radius (aged) limit (test rod (10 kg) (sheet thickness) kg / mm 'kg / nun2 2.54 cm) kg / mm2 lengthways across D 27 ° C 102.5 81 12 345 3.0 3.5 370 ° C * 62.5 52.5 9 E 27 ° C 104 91.5 14 360 4.0 4.0 370 ° C * 75.5 62.5 9 * Welded. The preferred alloys with 4 to 80 / () aluminum, 2 to 51) 10 vanadium, the remainder titanium have superior strength and ductility at elevated temperatures on the order of e.g. B. 200 to 540 ° C. They are therefore particularly suitable for engines and components on aircraft. A 12 to 30 hour heat treatment at around 540 to 650 ° C (aging) results in highly heat-resistant alloys that retain their good properties even when exposed to temperature changes. The alloys F, G, H and J recorded in Table 4 had an aluminum content of 8%, the alloys F and H a vanadium content of 2%, and the G and J alloys 4% Vanadium. The heat treatment was carried out at 900 ° C. for 24 hours and quenching in water, tempering at 550 ° C. for 48 hours and cooling in air. The mechanical properties of the products obtained in this way at 425 and 550 ° C. are listed in Table 4 below. Table 4 Alloy tensile strength 0.2 ″ - yield point constriction elongation modulus of elasticity kg / MM2 kg / r = 2 % % kg / mm2 at 425 ° C F 75.5 59 30 18 10 500 G 81.5 66 60 22 9150 at 550 ° C H 55 36.6 43 20 9350 J 70.3 50 60 17 Alloys K and L, each with 8% aluminum, and alloy K 2% vanadium and alloy L 4% vanadium, were subjected to the heat treatment according to the invention, namely 24 h annealing at 900 ° C., cooling at the Air and tempering for 48 hours at 550 ° C and finally cooling in air. At a test temperature of 550 ° C., the creep strength was determined after 100 or 500 h based on a minimum creep speed of 0.1 ° / 0 / h or 0.01 ° / 0 / h. It was found that alloy K endured a breaking load of 31 kg / mm 2 after 100 hours and of 27 kg / mm 2 after 500 hours. The values for alloy L are 25.3 kg / mm2 at 100 h and 18.3 kg / mm2 at 500 h.

In ähnlicher Weise wurden die Legierungen M mit 6 °/o Aluminium und 2 °/o Vanadium und Legierung N mit 6 °/o Aluminium und 4 °/o Vanadium 24 h bei 600'C gealtert und an der Luft abgekühlt. Dieses Halbzeug wurde Bedingungen unterworfen, wie sie beim Schmieden auftreten, nämlich 550°C, Belastung 105,5 kg/mm 2, Zeit 1000 h bei einer Deformation je 2,54 cm in Prozent. Man erhielt für Legierung M einen Wert von 1,6 °/o und für Legierung N einen Wert von 4,7 °/o. In der Tabelle 5 sind die mechanischen Eigenschaften vor und nach dem Schmieden gegenübergestellt. Tabelle 5 Vorher Nachher Legierung Zugfestigkeit Einschnürung Dehnung Zugfestigkeit Einschnürung Dehnung kg/mm2 I % I % kg/min2 °/o °/o M 96 38 14 90,5 27 14 N 100 38 17 98 40 15 In a similar way, the alloys M with 6% aluminum and 2 % vanadium and alloy N with 6% aluminum and 4% vanadium were aged for 24 hours at 600.degree. C. and cooled in the air. This semifinished product was subjected to conditions such as occur during forging, namely 550 ° C., load 105.5 kg / mm 2, time 1000 h with a deformation per 2.54 cm in percent. A value of 1.6% was obtained for alloy M and a value of 4.7% for alloy N. Table 5 compares the mechanical properties before and after forging. Table 5 Before, afterwards Alloy tensile strength constriction elongation tensile strength constriction elongation kg / mm2 I % I % kg / min 2 ° / o ° / o M 96 38 14 90.5 27 14 N 100 38 17 98 40 15

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Halbzeug hoher Festigkeit und Duktilität aus einer Titan-Aluminium-Vanadium-Legierung, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß eine Legierung aus 2 bis 8 °/o, vorzugsweise 2 bis 7 °/o, Aluminium, 1 bis 10 °/o, vorzugsweise 2 bis 6 °/o, Vanadium und 0,001 bis 0,03 °/o, vorzugsweise bis 0,02 °/o, Wasserstoff, 0,01 bis 0,2°/o Sauerstoff, 0,005 bis 0,10/, Stickstoffund/ oder 0,01 bis 0,25 °/(, Kohlenstoff, Rest Titan verwendet wird, wobei die Summe Sauerstoff -f- Stick stog + Kohlenstoff 0,5 °/o nicht überschreitet, und daB diese Legierung auf eine Temperatur hoch in1 rx/ß-Phasengebiet erhitzt, von dieser Temperatur schnell abgekühlt oder abgeschreckt, warm verformt und zumindest 1 Stunde lang bei 480 bis 650'C gealtert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 718 822; »Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, Vol. 19, 1948, S. 368 (Aktenzeichen A 100194 VIa/40b); »Journal of Metals«, Seetion I, Transactions of ATME, 6 (1954), Nr. 3 (März 1954), S. 367 bis 376. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1107 947, 1142 445.Claim: Process for the production of semi-finished products of high strength and ductility from a titanium-aluminum-vanadium alloy, characterized in that an alloy of 2 to 8%, preferably 2 to 7%, aluminum, 1 to 10 %, Preferably 2 to 6%, vanadium and 0.001 to 0.03%, preferably to 0.02%, hydrogen, 0.01 to 0.2% oxygen, 0.005 to 0, 10 /, nitrogen and / or 0.01 to 0.25% (, carbon, remainder titanium is used, whereby the sum of oxygen -f- nitrogen + carbon does not exceed 0.5%, and that this alloy has a Temperature high in 1 rx / ß-phase region, cooled quickly from this temperature or quenched, hot-formed and aged for at least 1 hour at 480 to 650 ° C. Considered publications: German Patent No. 718 822; »Excerpts of German Patent Applications ", Vol. 19, 1948, p. 368 (file number A 100194 VIa / 40b);" Journal of Metals ", Seetion I, Transactions of ATME, 6 (1954), N r. 3 (March 1954), pp. 367 to 376. Earlier patents considered: German Patents No. 1107 947, 1 142 445.
DEA23432A 1954-09-22 1955-09-20 Process for the production of semi-finished products from a titanium-aluminum-vanadium alloy Pending DE1258114B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1258114XA 1954-09-22 1954-09-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1258114B true DE1258114B (en) 1968-01-04

Family

ID=22421529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA23432A Pending DE1258114B (en) 1954-09-22 1955-09-20 Process for the production of semi-finished products from a titanium-aluminum-vanadium alloy

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1258114B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311655A (en) * 1990-10-05 1994-05-17 Bohler Edelstahl Gmbh Method of manufacturing titanium-aluminum base alloys

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE718822C (en) * 1937-09-18 1942-03-24 Wilhelm Kroll Dr Ing Use of alloys containing titanium
DE1107947B (en) 1954-10-27 1961-05-31 Armour Res Found Process for producing heat-resistant materials from titanium alloys
DE1142445B (en) 1953-11-26 1963-01-17 Crucible Steel International S Use of titanium alloys to make parts that remain ductile after welding

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE718822C (en) * 1937-09-18 1942-03-24 Wilhelm Kroll Dr Ing Use of alloys containing titanium
DE1142445B (en) 1953-11-26 1963-01-17 Crucible Steel International S Use of titanium alloys to make parts that remain ductile after welding
DE1107947B (en) 1954-10-27 1961-05-31 Armour Res Found Process for producing heat-resistant materials from titanium alloys

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311655A (en) * 1990-10-05 1994-05-17 Bohler Edelstahl Gmbh Method of manufacturing titanium-aluminum base alloys
AT399513B (en) * 1990-10-05 1995-05-26 Boehler Edelstahl METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METALLIC ALLOYS FOR PRE-MATERIALS, COMPONENTS, WORKPIECES OR THE LIKE OF TITANIUM-ALUMINUM BASE ALLOYS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69019578T2 (en) Structural steel with high strength and good fracture toughness.
EP2855723B1 (en) Nickel-chromium-aluminium alloy with good formability, creep strength and corrosion resistance
EP2855724B1 (en) Nickel-chromium alloy with good formability, creep strength and corrosion resistance
DE2854002C2 (en)
DE69614788T2 (en) Aluminum-copper-magnesium alloy with high creep resistance
DE2900334C2 (en) Wear and corrosion resistant steel with superior rolling contact fatigue resistance and a low retained austenite content
DE1301586B (en) Austenitic precipitation hardenable steel alloy and process for its heat treatment
DE2350546A1 (en) DUCTILE COBALT ALLOY
DE69106372T2 (en) ALLOY WITH LOW THERMAL EXPANSION COEFFICIENT AND ITEM PRODUCED FROM IT.
EP0570072B1 (en) Method of producing a chromium-base alloy
DE1558683B1 (en) Use of a cobalt-chromium-tungsten-nickel-Kent alloy
DE3309365C1 (en) Use of a hardenable copper-nickel-manganese alloy as a material for the manufacture of spectacle parts
DE1533298A1 (en) Martensite-hardenable nickel-molybdenum steel alloy
DE1258114B (en) Process for the production of semi-finished products from a titanium-aluminum-vanadium alloy
DE69132572T2 (en) ALLOY WITH HIGH STRENGTH AND HIGH STRENGTH
DE1758778B1 (en) USE OF A DURABLE TITANIUM ALLOY FOR AGAINST STANDS WITH HIGH STRENGTH AND GOOD DEFORMABILITY AT ROOM TEMPERATURE AND HIGH TEMPERATURES AS WELL AS HIGH DURABILITY
DE1238676B (en) Use of a chrome steel alloy for forgings
DE1292412B (en) Process for the heat treatment of titanium alloys
EP0302255A1 (en) Use of a copper alloy for continuous-casting moulds
DE1458354B2 (en) Use of a titanium alloy for heat-resistant and creep-resistant objects that are exposed to lower temperatures
DE2744106A1 (en) FERRITE ALLOY WITH HIGH STRENGTH
DE1242375B (en) Use of niobium alloys for the production of objects that maintain their high strength and ductility at room temperature and below after annealing or after use at temperatures of 1000 and above
DE2225989A1 (en) Titanium-aluminium-niobium alloy - used for jet engine compressor blades
DE1258105B (en) Use of alloys based on titanium for the production of objects with good ductility in the annealed state
DE2000256C (en) Use of a titanium alloy for tensile and creep resistant objects