DE1258605B - Titanium-based alloy - Google Patents
Titanium-based alloyInfo
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- DE1258605B DE1258605B DE1955C0021299 DEC0021299A DE1258605B DE 1258605 B DE1258605 B DE 1258605B DE 1955C0021299 DE1955C0021299 DE 1955C0021299 DE C0021299 A DEC0021299 A DE C0021299A DE 1258605 B DE1258605 B DE 1258605B
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Description
Legierung auf Titangrundlage Die Erfindung bezieht sich auf -aluminiumbaltige Legierungen auf Titangrundlage und stellt eine Verbesserung der in der nicht zum Stand der Technik zählenden deutschen Auslegeschrift 1179 006 beschriebenen Titanlegierungen. dar. Diese Legierungen bestehen aus 0,5 bis 46--0/,-Aluminium und einem oder mehreren fl-Stabilisatoren, darunter auch 0,5 bis 5 % Kobalt, wobei diese Legierungen gegebenenfalls noch -0,25 bis 5 (l/. Kupfer. und/oder Nickel sowie gegebenenfalls 0,25 bis 311/, Siliziuni und/oder 0 ' 1 bis 10/, Beryllium enthalten können, Rest wenigstens 50 % Titan.Alloy based on titanium The invention relates to aluminum-containing alloys based on titanium and represents an improvement of the titanium alloys described in German Auslegeschrift 1179 006, which is not part of the prior art. These alloys consist of 0.5 to 46--0 /, - aluminum and one or more fl stabilizers, including 0.5 to 5 % cobalt, with these alloys possibly also -0.25 to 5 (l / . copper. and / or nickel and optionally from 0.25 to 311 /, Siliziuni and / or / may contain beryllium 0 '1 to 10, the remainder being at least 50% titanium.
Kupfer, Nickel, Kobalt, Silizium und Beryllium gehören alle zu der Gruppe der sogenannten aktiven eutektoiden oder verbindungsbildenden P-Stabilisatoren, d. h." bei ihrem Vorhandensein als Legierungszusätze neben Titan bilden.diese Elemente beim Ab- kühlen bis unter die kritischen Temperaturen Ver-; bindungen und damit ein Mikrogefüge, das aus a-Titan unä innerhalb der- a-Grundmasse verteilten Verbindungsbestandteilen besteht.Copper, nickel, cobalt, silicon and beryllium all belong to the group of so-called active eutectoid or compound-forming P stabilizers, i.e. . h "in their presence as an alloying additives in addition to titanium bilden.diese elements upon cooling to below the critical temperatures encryption; bonds and a microstructure, there is distributed from a titanium UNAE within DER a base ground connection components.
Es wurde nun gefunden,-dag sich die brauchbaren Zusatzmengen bei diesen Titan-Aluminium-mLegierungen, die einen oder mehrere aktive, eutektoid wirkende ß-Stabilisatoren wie Kupfer, Nickel oder Kobalt enthalten, bis züi. 12 01, Aluminium mit bis zu 200/, Kupfer oder bis zu je 120/, Nickel und Kobalt erhöhen lassen.It has now been found that the usable additional amounts in these titanium-aluminum alloys, which contain one or more active, eutectoid-acting β-stabilizers such as copper, nickel or cobalt, are up to züi. 12 01, aluminum with up to 200 /, copper or up to 120 / each , nickel and cobalt can be increased.
Die brauchbaren. Mengenbereiche für diese Legierungen liegen bei. 0,5 bis 12 0/0 Aluminium, mehr als 5 bis,#20.0/, Kupfer, mehr als 5 bis 12 9/oKobalt und/o der mehr als 5 bis 12 0/0 Nickel, während der Rest aus Titan -und Verunreinigungen besteht.- Bei diesen Legierungen läßt. sich. an Stelle der Gesamt- oder einer Teilmenge. des Aluminiums Zinn, in Mengen von etwa 3 Gewichtsprozent Zinn für 10/,- Aluminium, und innerhalb des brauchbaren Bereiches von 0,5 bis 23 0/, Zinn verwenden. Alle diese- die x-Phase stabilisierenden Zusätze erhöhen den Widerstand des Titans gegenüb-er Deformierungen, Die obere Grenze für diese Zusätze beträgt-für Aluminium 120/, und für Zinn 23 %. . - . The useful ones. Quantity ranges for these alloys are included. 0.5 to 12 0/0 aluminum, more than 5 to, # 20.0 /, copper, more than 5 to 12 9 / o cobalt and / or more than 5 to 12 0/0 nickel, while the remainder is made of titanium and Impurities exists.- With these alloys it is not possible. themselves. instead of the total or a partial amount. of aluminum, use tin, in amounts of about 3 percent by weight tin for 10 % aluminum, and within the useful range of 0.5 to 23 % tin. All these additives stabilizing the x-phase increase the resistance of titanium to deformation. The upper limit for these additives is 120 % for aluminum and 23% for tin. . -.
Es wurde nun gefunden, daß die Reihe der obenerwähnten, insbesondere der -kupferhaltigen Legierungen in vielfacher -Hinsicht hervorragende Eigenschaften aufweist: Im Vergleich zu den bisher bekannten Legierungen auf Titangrundlage mit *hohem a-Stabilisatoxanteil ist ihre- Warmverformbarkeit erheblich besser. Bei Abschreckung von den Temperaturbereichen der fl- und der x-ß-Phase nimmt ihre Härte und Festigkeit weit mehr zu. Sie besitzen. eine ausgezeichnete Festigkeit bei erhöhten Temperaturen bis zu etwa 650'C, einen hohen - Elastizitätsmodul und im Vergleich zu den bisher bekannten Legierungen auf Titangrundlage ein hohes Verhältnis des Elastizitätsmoduls zur Dichte. Sie weisen - insbesondere wenn sie unterhalb der -unteren kritischen Temperatur wärmebehandelt werden - eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf; die untere kritische Temperatur ist jene, bei deren Unterschreitung sich die ß-Phase in die x-Phase sowie die durch Zerfall - der vorhandenen aktiven eutektoiden Bestandteile gebildeten Verbindungen umwandelt. Bei den kupferhaltigen Legierungen handelt es sich hierbei um die Verbindung Ti,Cu, die dem Fe3C im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm entspricht. Diese Wärmebeständigkeit ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Logierung vollkommen in x-Titan plus diese Verbindung umgewandelt wird. Diese Legierungen besitzen außerdem ausgezeichnete Kriechfestigkeiten und hervorragende Schweißeigenschaften.It has now been found that the series mentioned above, in particular the -kupferhaltigen alloys in many ways - ways has excellent properties: Compared to the previously known alloys titanium-based with high * a-Stabilisatoxanteil is considerably better your- hot workability. If the temperature ranges of the fl and x-ß phases are deterred, their hardness and strength increase far more. You own . excellent strength at elevated temperatures up to about 650'C, a high - modulus of elasticity and, in comparison to the previously known alloys, titanium-based, a high ratio of elastic modulus to the density. They have - especially when they are heat-treated below the -lower critical temperature - an excellent heat resistance; the lower critical temperature is the one that beta-phase in the x-stage and the at below which decay by - converting the existing eutectoid active ingredients compounds formed. The copper-containing alloys are the compounds Ti, Cu, which correspond to Fe3C in the iron-carbon diagram. This heat resistance is due to the fact that the logation is completely converted into x-titanium plus this compound. These alloys also have excellent creep strengths and excellent welding properties.
Die wärmebeständige Form dieser Legierungen erhält man entweder durch langsames Abkühlen innerhalb des kritischen Temperaturbereiches oder durch etwa '/,- bis 24ständiges Glühen gewöhnlich bei einer Temperatur, die, etwa 25 bis 55'C unterhalb der kritischen Temperatur liegt. Je länger diese Glühbehandlung dauert, desto weicher wird das Metall.The heat-resistant form of these alloys is obtained either by slow cooling within the critical temperature range or by about 1/2 to 24 continuous annealing usually at a temperature which is about 25 to 55 ° C below the critical temperature. The longer this annealing treatment lasts, the softer the metal becomes.
Bis zu etwa 50111, der angegebenen Höchstmenge an Kupfer, Kobalt und/oder Nickel ist durch bis zu 200/, eines oder mehrerer der Metalle Molybdän, Vanadium, Niob und Tantal, bis zu 5 "/, Mangan, bis zu 3,50/" Eisen und bis zu 120/() Chrom und/oder Wolfram ersetzt, wobei die Mindestmenge an Kupfer, Kobalt oder Nickel mehr als 501, beträgt. Enthält die Legierung z. B. 100/, Kupfer, so kann man bis zu 20 "/, Molybdän, Vanadium, Niob oder Tantal, bis zu 12 % Chrom und./Oder Wolfram, bis zu 5 Mangan und bis zu 3,5 % Eisen zusetzen.Up to about 50111, the specified maximum amount of copper, cobalt and / or nickel is by up to 200 /, one or more of the metals molybdenum, vanadium, niobium and tantalum, up to 5 "/, manganese, up to 3.50 / "Iron and up to 120 / () chromium and / or tungsten replaced, with the minimum amount of copper, cobalt or nickel being more than 501 . If the alloy contains z. B. 100 /, copper, up to 20 "/, molybdenum, vanadium, niobium or tantalum, up to 12 % chromium and / or tungsten, up to 5 % manganese and up to 3.5% iron can be added.
Diese Legierungen werden aus den obengenannten Gründen als »o#-dispersoide« Legierungen bezeichnet und sind im Grunde genommen temäre Legierungssysteme, die einen Legierungsbestandteil, wie Aluminium oder Zinn, das die oc-Phase stabilisiert, und einen aktiven eutektoiden P-Stabilisator, wie Kupfer, Nickel oder Kobalt, enthalten, der eine innerhalb der Anwendungstemperatur dieser Legierungen, im allgemeinen bis zu 650'C, unlösliche Verbindung bildet. Noch kompliziertere Legierungen dieser Art lassen sich durch Zusatz von zwei oder mehreren aktiven eutektoiden ß-Stabilisatoren für diese Zwecke herstellen. Das Grundgefüge, die Zweiphasenstruktur aus o,-Phase und darin verteilt= Verbindungsbestandteilen, bleibt jedoch unverändert.These alloys are referred to as "o # -dispersoid" alloys for the reasons mentioned above and are basically ternary alloy systems that contain an alloy component, such as aluminum or tin, which stabilizes the oc phase, and an active eutectoid P stabilizer, such as copper , Nickel or cobalt, which forms an insoluble compound within the application temperature of these alloys, generally up to 650 ° C. Even more complicated alloys of this type can be produced for these purposes by adding two or more active eutectoid β-stabilizers. The basic structure, the two-phase structure consisting of o, -phase and distributed in it = connection components, remains unchanged.
Diese a-dispersoiden Legierungen eignen sich besonders zur Verwendung bei erhöhten Temperaturen. Wie bereits erwähnt, sind sie gewöhnlich Zweiphasenverbinduagen und bestehen aus - einer starken stabilen oc-Phase und einer darin verteilten Verbindungsphase. Auf die Verteilung der harten dispergierten Phase sind die ausgezeichneten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen zurückzuführen.These α-dispersoid alloys are particularly suitable for use at elevated temperatures. As already mentioned, they are usually two -phase compounds and consist of - a strong stable oc-phase and a compound phase distributed in it. The excellent properties at elevated temperatures can be attributed to the distribution of the hard dispersed phase.
Die bei der Verarbeitung dieser Legierungen angewandten Warmverformungsverfahren spielen eine wichtige Rolle, da die Eigenschaften der Legierungen nach der Wärmebehandlung weitgehend von der Vorgeschichte ihrer Herstellung abhängen. Diese Legierungen lassen sich innerhalb von vier Temperaturbereichen warmverformen. In der Reihenfolge der abnehmenden Temperaturen sind dies: der Nurfl-Bereich, der zwoiphasige oc-fl-Bereich, der dreiphasige a-p-Verbindungsbereich -und der zweiphasige x-Verbindungsbereich.The hot working processes used in the processing of these alloys play an important role as the properties of the alloys after heat treatment largely depend on the history of their manufacture. Let these alloys heat-deform within four temperature ranges. In the order of decreasing temperatures these are: the nurfl range, the two-phase oc-fl range, the three-phase a-p connection area and the two-phase x connection area.
Zum Beispiel liegt bei den Ti-AI-Cu-Legierungen nach vorliegender Erfindung die Temperatur der Wärmebehandlung für den Nur-ß-Bereich von etwa 900'C bis, gewöhnlich höchstens .980'C, für den zweiphasigen oc-p-Berfich bei etwa 845 bis 900'C, für den dreiphasigen ix-ß-Verbindungsbereich bei etwa 800'C und fÜrden-zweiphasigen o,#-Verbindungsbereich unterhalb von 800'C. Die Gußblöcke aus diesen Ti-AI-Cu-Legierun,-Pn werden normalerweise durch Hammerschmieden bei etwa 980'C und anschließendes Walzen oder Gesenkschmieden bei etwa 925'C heruntergearbeitet. Diese Legierungen erfahren normalerweise entweder im x-p"TemperaturbereiQh (845 bis 900'C) oder im %-Verbindungsbereich (etwa 790'C) eine ziemlich starke Quprschnittsverringerung, um etwa 60 "[,.For example, in the case of the Ti-Al-Cu alloys according to the present invention, the temperature of the heat treatment for the β-only range is from about 900.degree. C. to, usually at most .980.degree. C., for the two-phase oc-p area at about 845 to 900'C, for the three-phase ix-ß-connection area at about 800'C and for the two-phase o, # connection area below 800'C. The ingots from these Ti-Al-Cu alloys, -Pn are normally worked down by hammer forging at around 980 ° C and subsequent rolling or drop forging at around 925 ° C. These alloys normally experience a rather large reduction in cross-section either in the xp "temperature range (845 to 900'C) or in the% bond range (about 790'C), by about 60 " [,.
Die kritische Temperatur filr diese Legier4:agen schwankt je nach dem entsprechenden Zusatz des aktiven eutektoidem fl-StabMators. T fir die kupte> haltigen Legierungen beträgt sie etwa 800'C, für die nickelhaltigen etwa 7701C und für die kobalthaltigen etwa 680'C. Wie bereits für die Wärmebehandlung der o#-Verbiliclungsphase erwähnt wurde, werden diese Legierungen alle, etwa 25 bis 55'C unterhalb der kritischen Temperatur behandelt. Die ß-Überg,angsternperatur dieser Legierungen schwankt je ngch der Leffierungszusammensetzung etwas und ist für jede gegebene Zusammensetzung die niedrigste Temperatur oberhalb deren die Legierung allein in der fl-Phase vorliegt. Die günstigsten Temperaturbedingungen für das Abschrecken dieser Legierungen aus der P-Phase besteht darin, daß man sie auf etwa 25 bis 55'C über die P-Übergangstemperatur erwärmt und anschließend abschreckt. Für die kupferhaltigen Legierungen liegt der günstigste Abschreckbereich für die aus der fl-Phase abgeschreckten Leg #erungen etwa bei 815 bis 1010'C und aus dem "#-p-Feld in Gegenwart von Aluminium etwa bei 860 bis 875'C, bei Legierungen mit Zinn an Stelle von Aluminium jedoch bei etwa 810 bis 845'C.The critical temperature for these alloys will vary with the addition of the active eutectoid fl-rod. T for the copper-containing alloys it is about 800 ° C, for the nickel- containing alloys about 770 ° C and for the cobalt- containing alloys about 680 ° C. As has already been mentioned for the heat treatment of the o # siliconization phase, these alloys are all treated about 25 to 55 ° C. below the critical temperature. The β transition temperature of these alloys fluctuates somewhat depending on the composition of the alloy and is, for any given composition, the lowest temperature above which the alloy is alone in the α phase. The most favorable temperature conditions for quenching these alloys from the P phase consists in heating them to about 25 to 55 ° C. above the P transition temperature and then quenching them. For the copper-containing alloys, the most favorable quenching range for the alloys quenched from the f1 phase is around 815 to 1010 ° C and from the "# -p field in the presence of aluminum around 860 to 875 ° C, for alloys with Tin instead of aluminum, however, at around 810 to 845 ° C.
Der Gesamtgehalt an den in diesen Legierungen vorhandenen oc-Stabilisatoren Aluminium und Zinn soll, unter Berücksichtigung der obenerwähnten oberen Grenzen für die einzelnen Elemente, zwischen 0,5 und 230/, gehalten werden, wobei das Mengenverhältnis so sein soll, daß beim Vorliegen eines Best,andteils in der Nähe der oberen Grenze dieser Menge die anderen in entsprechend kleineren Mmgen innerhalb des zulässigen Bereiches vorhanden sind.The total content of the oc stabilizers aluminum and tin present in these alloys should be kept between 0.5 and 230 /, taking into account the above-mentioned upper limits for the individual elements , and some in the vicinity of the upper limit of this amount, the others are present in correspondingly smaller amounts within the permissible range.
Vorzugsweise ist das Mengenverhältnis des verbindung5bildenden ß-Stabilisators Kupfer, Nickel oder Kobalt zu den tx-Stabüisatoreii so, daß, wenn die Menge des fl-Stabilisators an der oberen Grenze seines zulässigen Bereichs liegt, die Menge, der a-Stabilisatoren an der unteren Grenze liegt, und umgekehrt.The ratio of the amount of the compound-forming β-stabilizer is preferably Copper, nickel or cobalt to the tx-Stabüisatoreii so that if the amount of the fl stabilizer is at the upper limit of its allowable range, the amount of the α stabilizers is at the lower limit, and vice versa.
Bei diesen Legierungen wandelt sich die oberhalb der kritischen Temperatur gebildete ß-Phase bei rascher Abschreckung, z. B. in Wasser, völlig in eine martensitartige Form und ein feines Eutektoid. um, bei langsamerer Abkühlung von oberhalb der kritischen Temperatur, z. B. durch Abschreckung In Öl oder Abkühlung in Llift, in eine Mischung vQn oc-Titan und aus eutektoiden Zerfallprodukten bestehenden Vßrbindungsbestandteilen, d, h., bei diesen Legierungen bleibt die ß-Phase beim Abschrecken von oberhalb der kritischen Temperatur nicht erhalten, und auch die ß-Umwandlung ist mit einer deutlichen Zunahme an Härte und Zugfestigkeit verbunden.In these alloys, the ß-phase formed above the critical temperature changes with rapid quenching, e.g. B. in water, completely in a martensite-like shape and a fine eutectoid. to, with slower cooling from above the critical temperature, z. B. by quenching in oil or cooling in oil, in a mixture of oc-titanium and compounds consisting of eutectoid decomposition products, i.e. in these alloys the β-phase is not retained when quenching from above the critical temperature, and also the ß-conversion is associated with a significant increase in hardness and tensile strength.
Das bei der Abschre(zkung von Titanlegierungen dieser Art entstehende martensitartige Gefüge ähnelt sehr dem bei der Stahlgbschreckung von dem Austenit-Temperaturbereich erhaltenen Martensit. Der auf diese Weise, bei der Abschreckung entstandene Martensit wird durch anschließende Temperung im Temperaturbereich der (y.-Verbindungsphase in ein Mik#ogefüge umgewandelt, das aus einer feinen Dispersion der ß-EutQktoid-Zerfallsbestandteüe, z. B. von TiaCu, Titauberyllid usw., in einem o#-Titan-Grundgefüge besteht. Dieser Vorgang ähnelt dem TQmpern von Stahl, bei dem der durch Abschreckung entstehende Martensit in eine feine Dispersion von Fe,C in einer Ferritgrundmasse. übergeht.That which arises during the quenching of titanium alloys of this type Martensite-like structure is very similar to that in steel quenching from the austenite temperature range preserved martensite. The martensite created in this way during the quenching is achieved by subsequent tempering in the temperature range of the (y.-compound phase converted into a microstructure, which consists of a fine dispersion of the ß-EutQctoid decay components, z. B. of TiaCu, titanium ylide, etc., consists in an o # -titanium basic structure. This The process is similar to the melting of steel, in which the quenching effect Martensite in a fine dispersion of Fe, C in a ferrite matrix. transforms.
Zur Umwandlung, in martensitartiges Gefüge in diesen Titanlegierungen benötigt man verhältnismäßig hohe Temperaturen, die nicht ganz bei 25 bis 55'C unterhalb der kritischen Temperatur liegen. Für die kupferligItigen Legierungen beträgt der Härtungsbereich z. B. etwa 540 bis 760'C, liegt also im Vergleich zum Härtungsbereich des Stahls, etwa 400 bis 540'C, ziemlich hoch. Durch diese Temperung dor Titanlegierungen werden diese in einen für die anschließende Verwendung bei erhöhten Temperaturen geeigneten Zustand aus a-Titan und dispergierten Verbindungsbestandteilen umgewandelt.To convert these titanium alloys into a martensite-like structure, relatively high temperatures are required, which are not quite 25 to 55 ° C below the critical temperature. For the copper-like alloys, the hardening range is e.g. B. about 540 to 760'C, so compared to the hardening range of the steel, about 400 to 540'C, is quite high. As a result of this tempering of the titanium alloys, these are converted into a state of α-titanium and dispersed connection components that is suitable for subsequent use at elevated temperatures.
Die hohe Erweichungstemperatur dieser Legierungen macht sie für Verwendungsgebiete bei hoher Temperatur geeignet, z. B. für Schaufelräder von Düsentriebwerkkompressoren, Bolzen für Kompressorengehäuse, Auskleidungen und Gehäuse für Düsentriebwerk-Verbrennungskammern.The high softening temperature of these alloys makes them suitable for areas of use suitable at high temperature, e.g. B. for fan blades of jet engine compressors, Bolts for compressor housings, liners and housings for jet engine combustion chambers.
Als Beispiel für die bei diesen, insbesondere den kupferhaltigen Legierungen, durch Abschreckung und Temperung erhältlichen Eigenschaften seien die Werte einer Legierung aus etwa 411/, Aluminium, 60/0 Kupfer und als Rest technisch reinem Titan angegeben, die bei Wasserabschreckung von 860 bis 870'C eine Vickershärte von 375 kg/mm2, eine Zugfestigkeit von 133,6 kg/mm2, eipe 0,2-Grenze von 91,4 kg/mm2, eine Querschnittsverringerung um etwa 3001, eine Dehnung von etwa 10"/, und einen Mindestkrümmungsradius von etwa 4T aufwies. (Als Mindestkrümmungsradius T bezeichnet man den Radius, ausgedrückt als Vielfaches der Probendicke, auf den die Probe zu einem Winkel von 75' gebogen werden kann, ohne zu zerbrechen.) Diese Eigenschaften wurden nebeneinander - soweit bekannt - bisher noch nie von Titanlegierungen erreicht, Bei etwa 1- bis 16stündiger Temperung dieser Legierung bei etwa 700'C sinkt zwar die Vickershärte von etwa 375 bis auf 330 bis 350, aber die nach dem Abschrecken festgestellte Dehnbarkeit von 4T steigt durch das Tempern auf 3 T an. In diesem Zustand sind überaus gute Wärmebeständigkeit und Festigkeit bei erhöhter Temperatur für Arbeitsbedingungen bis zu etwa 315 bis 540'C festzustellen.As an example of the properties obtainable by quenching and tempering in these alloys, in particular the copper-containing alloys, the values of an alloy of about 411 /, aluminum, 60/0 copper and the remainder of technically pure titanium are given, which in the case of water quenching range from 860 to 870 ' C has a Vickers hardness of 375 kg / mm2, a tensile strength of 133.6 kg / mm2, a 0.2 limit of 91.4 kg / mm2, a cross-section reduction of about 3001, an elongation of about 10 "and a minimum radius of curvature of about 4T. (The minimum radius of curvature T is the radius, expressed as a multiple of the specimen thickness, to which the specimen can be bent to an angle of 75 ' without breaking.) These properties have never been used side by side - as far as known - before achieved by titanium alloys, if this alloy is tempered for about 1 to 16 hours at about 700 ° C. , the Vickers hardness drops from about 375 to 330 to 350, but the De determined after quenching hnbarkeit of 4T increases by annealing at T 3. In this state, extremely good heat resistance and strength at elevated temperatures for working conditions of up to about 315 to 540 ° C can be determined.
Die folgende Tabelle I zeigt den Einfluß der verschiedenen obengenannten
Wärmebehandlungen auf die mechanischen Eigenschaften einer typischen Legierung nach
vorliegender Erfindung, die aus 4 "/, Aluminium, 6 0/0 Kupfer, Rest Titan
besteht, im Vergleich zu der entsprechenden binären Legierung ohne ,x-Stabilisator,
die also nur 6 "/, Kupfer und als Rest Titan enthält und nicht zum Gegenstand.
der Erfindung zählt,
In der nachstehenden TabelleII sind die mechanischen Eigenschaften
typischer erfindungsgemäßer Titan-Aluminium-Kupfer-Legierungen nach dem Anlassen
bis zur x-Verbindungsphase aufgeführt, währeud Tabelle 111 die entsprechenden
Daten filr diese Legierungen nach Abschreckung aus der ß-Phase zeigt.
Ein Vergleich der entsprechenden Daten für die aus der ß-Phase abgeschreckten Ti-AI-Cu-Legierungen in Tabelle III mit den Werten für diese Legierungen nach dem Glühen bis zur a-Verbindungsphase (s. Tabelle II) zeigt, daß nur die höchstlegierten Proben nach Abschreckung aus der-fl-Phase Festigkeits- und Dehnungseigenschaften aufwiesen. die sich mit denjenigen der entsprechenden, bis zur x-Ver-bindungsphase geglühten Legierungen vergleichen ließen. - Der Unterschied zwischen den beiden WärmebehaDdlungsarten ist für die niedrigerlegierten Legierungen, d. h. diejenigen mit kleinerem Gehalt an Nicht-Titanmetallen, größer. Daraus ist zu schließen, daß Wärmebehandlungen mit Abschrekkungen oder Abschreckungen und anschließendes Tempern nur für die höchstlegierten Systeme dieser Reihe vorteilhaft sind-.A comparison of the corresponding data for the Ti-Al-Cu alloys quenched from the β-phase in Table III with the values for these alloys after annealing up to the α-compound phase (see Table II) shows that only the most highly alloyed samples exhibited strength and elongation properties after quenching from the -fl phase. which could be compared with those of the corresponding alloys annealed to the x-bonding phase. - The difference between the two types of heat treatment is for the lower alloyed alloys, i. H. those with smaller non-titanium content, larger. From this it can be concluded that heat treatments with quenching or quenching and subsequent tempering are only advantageous for the most highly alloyed systems of this series.
Die ausgezeichneten Eigenschaften der bis zur ,cc-Verbindungsphase
geglühten Ti-AI-Cu-Legierungen bei erhöhten Temperaturen, z. B. bei 540'C, werden
durch die in der folgenden TabelleIV aufgeführten Versuchsergebnisse gezeigt.
Die Ergebnisse von Zeitstandfestigkeitsversuchen mit den Ti-AI-Cu-Legierungen
sind in der nachstehenden Tabelle V aufgeführt. Aus diesen Daten geht hervor, daß
bei Zunahme des Kupfergehalts die Bruchdehnungseigenschaften. dieser Legierungen
wesentlich besser werden; bei Kupferzusätzen von etwa 8 0/" und darüber erhält
man sogar ungewöhnlich gute Bruchdehnungseigenschaften.
In den nachstehenden Tabellen VII bis X wird die Wirkung des Ersatzes
des Kupfers in den obenerwähnten kupferhaltigen x-Dispersoidlegierungen durch Nickel
oder Kobalt gezeigt.
Die Daten über die Zugfestigkeitseigenschaften bei erhöhter Temperatur in Tabelle IX zeigen, daß auf der Grundlage gleicher Gewichtsanteile sowohl Kobalt als auch Nickel dem Kupfer hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Eigenschaften bei erhöhter Temperatur etwas unterlegen ist. Der Zusatz einer kleinen Menge Mangan erweist sich in dieser Hinsicht als vorteilhaft.The data on the tensile properties at elevated temperature in Table IX show that on an equal weight basis both cobalt as well as nickel to the copper in terms of their effect on the properties is somewhat inferior to increased temperature. The addition of a small amount of manganese proves beneficial in this regard.
Die in Tabelle X angegebenen Glühversuche zeigen, daß die Ti-AI-Ni-Legierungen annehmbar wärmebeständig (thermiscii stabil) sind. Die Ti-AI-Co-Legierungen jedoch weisen bestimmte Anzeichen von Unbeständigkeit auf. Die Eigenschaften der Ti-AI-Ni-Legierungen bei gewöhnlicher Temperatur zeigen, daß Nickel kein günstiges Zusatzelement für a-Dispersoidlegierungen -ist. --Ersetzt man einen kleinen Teil des Kupfers durch, Mangan, so werden die Eigenschaften der Legierungen im. Vergleich zu den entsprechenden Ti-AI-Cu-Legierungen etwas besser; die manganhaltigen Legierungen sind jedoch nicht wärmebeständig. - Das Merkmal, womit sich die erfindungsgemäßen Legierungen von denen der Entgegenhaltungen unterscheiden, besteht in erster Linie in den beanspruchten Mengenbereichen der Metalle Kupfer, Kobalt und Nickel als Legierungsbestandteil. Die erfindungsgemäßen unteren Grenzen der zugesetzten Mengen dieser Metalle liegen alle oberhalb der für die gleichen Metalle in den Entgegenhaltungen angegebenen Mengen.The annealing tests given in Table X show that the Ti-Al-Ni alloys are reasonably heat-resistant (thermiscii stable). The Ti-Al-Co alloys, however, show certain signs of instability. The properties of the Ti-Al-Ni alloys at ordinary temperature show that nickel is not a favorable additional element for a-dispersoid alloys. - If a small part of the copper is replaced by manganese, the properties of the alloys in the. Somewhat better compared to the corresponding Ti-Al-Cu alloys; however, the manganese-containing alloys are not heat-resistant. - The feature with which the alloys according to the invention differ from those of the references consists primarily in the claimed quantity ranges of the metals copper, cobalt and nickel as alloy constituents. The lower limits of the invention, the added amounts of these metals are all above the f or the same metals in the cited documents specified amounts.
Die französische Patentschrift 1070 589 sowie die USA.-Patentschrift 2 669 513 beschreiben eine Legierung mit einem Höchstgehalt an Lupfer von 501, Der Höchstgehalt an Kupfer der in der USA.-Patentschrift 2 622 023 genannten Legierung beträgt 2 0/" während die in der britischen Patentschrift 677 413 beschriebene Legierung überhaupt kein Kupfer, Kobalt oder Nickel enthält.French Patent 1070 589 as well as the USA. Patent 2,669,513 describes an alloy having a high content of lob of 501, the maximum level of copper mentioned in the USA. Patent 2,622,023 alloy is 2 0 / "while in the British Patent 677,413 does not contain any copper, cobalt or nickel at all.
Wie oben an-geführt, ist die Warmverformbarkeit der erfindungsgemäßen Legierungen im Vergleich zu den bekannten - Legierungen auf Titangrundlage mit hohem Stabilisatoranteil erheblich besser. Bei Abschreckung von den Temperaturbereichen der ß- und der oc-ß-Phase nimmt ihre Härte und Festigkeit weit mehr zu. Sie besitzen eine ausgezeichnete Festigkeit bei erhöhten Temperaturen bis zu etwa 650'C, einen hohen Elastizitätsmodul und im Vergleich zu den bisher bekannten Legierungen auf Titangrundlage ein hohes Verhältnis des Elastizitätsmoduls zur Dichte. Sie weisen - insbesondere, wenn sie unterhalb der unteren kritischen Temperatur wärmebehandelt werden - eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf.How out on top, the hot ductility of the alloys of the invention compared to the known is - alloys titanium-based stabilizer with high proportion significantly better. If the temperature ranges of the ß and oc-ß phases are deterred, their hardness and strength increase far more. They have excellent strength at elevated temperatures of up to about 650 ° C., a high modulus of elasticity and, compared to the previously known alloys based on titanium, a high ratio of modulus of elasticity to density. They have - especially if they are heat-treated below the lower critical temperature - an excellent heat resistance.
Claims (2)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1955C0021299 DE1258605B (en) | 1955-07-26 | 1955-07-26 | Titanium-based alloy |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE1955C0021299 DE1258605B (en) | 1955-07-26 | 1955-07-26 | Titanium-based alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Citations (9)
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-
1955
- 1955-07-26 DE DE1955C0021299 patent/DE1258605B/en active Pending
Patent Citations (9)
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