Сплав на основі титану для виготовлення присадного матеріалу

Реферат: Сплав на основі титану містить алюміній, лантан і бор, та додатково містить реній. UA 109563 U (12) UA 109563 U UA 109563 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до металургії, а саме до розробки титанових сплавів, які можна використовувати як присадний матеріал для зварювання жароміцних титанових сплавів. Відомий сплав на основі титану [1], який містить, мас. %: алюміній 5,8-6,8 молібден 2,8-3,8 цирконій 1,0-1,5 лантан 0,3-0,5 бор 0,01-0,05 титан решта. Недоліком цього сплаву є те, що вміст алюмінію понад 4,0 % призводить до зниження пластичності металу зварного шва. Вміст молібдену в кількостях більше 0,5 % вище його розчинності в α-фазі сприяє збільшенню кількості β-фази і підвищує ймовірність утворення крихкої ω-фази. Відомий також сплав на основі титану, що вибрано за прототип [2], який містить, мас. %: алюміній 2,0-4,0 лантан 0,05-0,25 ітрій 0,02-0,08 бор 0,01-0,05 титан решта. Недоліком цього сплаву є формування пластинчатої структури α-фази зварних швів, отриманих з використанням даного сплаву у вигляді присадки, через вплив ітрію. В основу корисної моделі поставлено задачу отримання сплаву на основі титану, який може бути використано як присадний матеріал для зварювання жароміцних титанових сплавів, що мають регламентовану рівноважну структуру. Поставлена задача вирішується додатковим введенням ренію у сплав на основі титану та виключенням ітрію, при такому співвідношенні, мас. %: алюміній 2,0-4,0 лантан 0,05-0,25 реній 0,05-0,5 бор 0,01-0,05 титан решта. Саме таке співвідношення елементів забезпечує досягнення нового технічного результату отримання сплаву на основі титану, який може бути використаний як присадний матеріал для зварювання жароміцних титанових сплавів, що мають регламентовану рівноважну структуру. Досягається це тим, що при наявності алюмінію та модифікаторів даний сплав можна використовувати як присадний матеріал для зварювання більшості жароміцних титанових сплавів, що мають регламентовану рівноважну структуру. Наявність ренію спільно з лантаном і бором дозволяє модифікувати як -, так і -фази структури зварних швів. Реній сприяє формуванню рівноважної структури та зменшує розміри зерен -фази; лантан і бор зменшують розміри первинної -фази, а їх спільний вплив забезпечує більший ефект, ніж окремо вплив кожного елемента. Вміст ренію до 0,05 % не впливає на форму та розміри -фази. Вміст ренію більше 0,50 % не впливає на подальше формування рівноважної структури та зменшення розмірів тому, що перевищує його розчинність у титані, що може викликати виділення його по границям зерен та погіршення механічних властивостей. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - отримано сплав на основі титану, що може бути використаний як універсальний для зварювання жароміцних титанових сплавів, а також для підвищення пластичності зварного шву при достатньому рівні міцності. Це забезпечує заявленій сукупності ознак відповідність критерію "новизна" та призводить до нових технічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. Для експериментальної перевірки пропонованого складу сплаву, аналогів і прототипу, виготовили дріт, яким зварювали пластини товщиною 2 мм із сплаву марки ВТ8. Зварні з'єднання отримували способом аргонодугового зварювання титану неплавким електродом в камері з контрольованою атмосферою У6872-5306. Як присадний матеріал використовували дріт, виготовлений з виплавлених злитків дослідного складу. Сплави для присадного матеріалу виплавлялися шляхом вакуумно-дугового переплаву витратних електродів. Витратні електроди виготовлялися методом пресування у розбірну матрицю шихтових матеріалів. Як основу шихти 1 UA 109563 U 5 використовували титан губчастий фракції 2-12 марки ТГ100, алюміній електролітичний, модифікатори: реній, лантан і бор у вигляді лігатур на основі алюмінію. Режими зварювання: струм зварювання 150 А; напруга 16 В; діаметр вольфрамового електрода 2 мм; діаметр присадного дроту 2 мм; швидкість зварювання 0,15 м/хв. Після зварювання пластини шліфувалися до чистоти R 3.2. Механічні випробування проводили за ГОСТ 6996-87. Зразки зварних з'єднань випробували за стандартними методиками з визначенням межи міцності, відносного подовження і кута загину. Результати дослідження наведені у таблиці. Таблиця Хімічний склад, мас. % № Аl Re Ті 0,04 1,5 2,9 решта 2. Прототип 3,0 0,15 0,05 0,03 решта 3. 1. Аналог La 6,5 0,5 Y В Zr Мо 1,0 0,03 0,005 0,025 решта 4. Дослідний 2,0 0,05 5. сплав 3,0 0,15 6. 4,0 0,25 7. 5,0 0,35 0,01 0,03 0,05 0,07 0,05 0,225 0,50 0,725 решта решта решта решта Механічні властивості Тип σв, δ, % φ, град. структури МПа пластин 1348,3 4,7 23,0 часта пластин 1083,2 6,3 61,0 часта пластин 870,0 5,0 51,0 часта 940,0 5,2 55 рівноважна 1084 8,5 80 рівноважна 1115,0 8,0 73 рівноважна 900,0 4,0 25 рівноважна 10 15 20 Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого сплаву як присадний дріт при зварюванні жароміцних титанових сплавів дозволяє одержувати зварні з'єднання з рівноважною структурою та з високими механічними властивостями. Джерела інформації: 1. Пат. 2330079 RU, МПК С22С14/00. Сплав на основе титана [Текст] / Щепочкина Ю.А.; заявитель и патентообладатель Щепочкина Ю.А. - № 2006128335/02; заявл. 03.08.2006; опубл. 27.07.2008. 2. Пат. 71627 UA, МПК С22С14/00. Сплав на основі титану для виготовлення присадного матеріалу [Текст] / Овчинников О.В., Шевченко В.Г., Капустян О.Є., Скребцов А.А.; заявник і патентовласник Запорізький національний технічний університет. - № u201114309; заявл. 05.12.2011; опубл. 25.07.2012, Бюл. № 14. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Сплав на основі титану, який містить алюміній, лантан і бор, який відрізняється тим, що додатково містить реній, при такому співвідношенні, мас. %: алюміній 2,0-4,0 лантан 0,05-0,25 реній 0,05-0,5 бор 0,01-0,05 титан решта. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2