BE543004A

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Publication number: BE543004A
Authority: BE

Description


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   La présente invention concerne les alliages alpha de titane (à structure hexagonale serrée) et l'objet de l'invention est de prévoir de tels alliages ayant une bonne résistance au fluage à 400-500 C, et se laissant bien forger. 



   Il est connu que les alliages alpha de titane ont probablement une meilleure résistance au fluage à cause de leur structure hexagonale serrée que les alliages à structure béta cubique centrale. Alors que les additions telles que : . aluminium, étain, zirconium, oxygène et azote, sont connues comme stabilisant la forme alpha du titane, ces alliages simples sont difficiles à manipuler car ils ont une stabilité alpha entre les limites qui conviennent pour le forgeage. 



    Egalement,   la meilleure résistance au fluage, pour autant que nous le   sachions,   ne peut être donnée aux alliages de titane, comme pour les autres systèmes   d'alliages,   que lorsque des phases appropriées de durcissement par précipitation sont présentes. 

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   Selon la présente invention, les alliages de titane contiennent tous les trois composants suivants : (a) un ou plusieurs éléments pour le renforcement de la solution solide de titane alpha ; (b) un ou plusieurs éléments formateurs béta qui ne forment pas des composés intermétalliques mais qui rendent l'alliage duplex (par   exemple, 0 les   phases alpha et béta) vers les limites de forgeage, qui se trouvent en général entre 
700 C environ et   1100 C   environ ; et (c) un ou plusieurs éléments qui forment avec le titane ,des composés de durcissement par précipitation. 



   Ainsi qutil a été dit ci-dessus, des agents de renforce- ment ou stabilisation alpha.sont l'aluminium, l'étain, le zir- conium, l'oxygène   et-l'azote.   



   L'élément formateur de béta le plus facilement accessible, ,qui ne forme pas un composé intermétallique est le molybdène, mais cet élément pourra être remplacé totalement ou en partie par un ou plusieurs des éléments vanadium, niobium et tantale. 



   On pourra employer n'importe lequel des éléments connus qui forment des composés de durcissement par précipitation. A titre d'exemple de tels éléments, on peut citer le silicium, le chrome, le manganèse, le bore, le fer et le béryllium. 



   Les proportions données ci-après conviennent pour les trois additions simultanées essentielles au titane pour donner une résistance meilleure ou optimum au fluage et une plus grande facilité de fabrication :   @   (a) Renforcateus alpha. Un.ou plusieurs des éléments 
Aluminium 0 - 10% 
Etain 0 - 8% 
Zirconium 0- 10% 
Oxygène 0,02 - 0,3% 
Azote 0,02-0,2% 

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Ce tableau montre l'oxygène et l'azote   comme   etant  es@en-   tiels parce qu'ils sont toujours présents sous forme d'impuretés,   l'oxygène   étant ordinairement présent entre 0,1% à 2% et l'azote à 0,1% environ.

   Si l'on pouvait préparer des alliages sans oxygène ou sans azote, ils pourraient être considérés comme se trouvant endéans la portée de l'invention aussi longtemps que l'aluminium et/ou l'étain étaient présents entre leurs limites respectives. 



   (b) Formateurs de béta. Un ou plusieurs des éléments : 
Molybdène 0 - 10% 
Vanadium 0 - 10%   @   Niobium 0 - 10% 
Tantale 0 - 10% (c) Eléments de durcissement par précipitation.. Un ou plusieurs des éléments : 
Silicium 0 - 2%   Chrome'   0 - 4% 
Manganèse 0 - 4% 
Bore 0 - 2% 
Fer   0 - 4%   
Beryllium 0 - 2% 
 EMI3.1 
 ExemjTles d'alliages suivant l'invention :

   , 
 EMI3.2 
 Test 44 'f-45 T.46 'L..f:t1 'l'..51 !.:.2l 'l'.2.2. '1:.5$ '1'.C>1 $lah gané se 0 , 2)1 0 , @%1 0,6% 0 , 8$ - 0,.5 - 2$   - Aluminium 4 % y yo 4 % y yè 4% 4% 4% 4 % 6% 
 EMI3.3 
 
<tb> Etain <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 2% <SEP> 2% <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> % <SEP> 2 <SEP> %
<tb> Molybdène <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> % <SEP> 4 <SEP> % <SEP> 4% <SEP> 4% <SEP> 4 <SEP> % <SEP> 4% <SEP> 4 <SEP> % <SEP> - <SEP> 
<tb> 
 
 EMI3.4 
 Silidum 0 ex 0,2% 0,3% 0,4% 0,5% - - - 0,5% Chrome 0,2% 0, 47 o, 6>1 0, && - 2 1; - / - 
 EMI3.5 
 
<tb> Vanadium <SEP> - <SEP> - <SEP> 2%
<tb> 
 Titane et 
 EMI3.6 
 Impureùésbre8te reste reste reste,reste reste reste reste reste 

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Dans ces alliages, l'azote et l'oxygène sont présents à titre d'impuretés en quantités usuelles, comme montré ci-dessus. 



   Les propriétés de ces alliages selon l'invention sont les suivantes : 
 EMI4.1 
 . Te-st 44 1..Jx2. f , 46 gaz T . 1 zon 
 EMI4.2 
 
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture
<tb> en <SEP> tonnes <SEP> par <SEP> pouce <SEP> carré <SEP> 72 <SEP> 68 <SEP> 72 <SEP> 74 <SEP> 83 <SEP> 71
<tb> 
<tb> Allongement <SEP> % <SEP> à <SEP> 20 C. <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> 6 <SEP> 8 <SEP> 5 <SEP> 11
<tb> 
<tb> Résistance <SEP> pour <SEP> un <SEP> effort <SEP> 
<tb> de <SEP> fluage <SEP> de <SEP> 1% <SEP> en <SEP> 100 <SEP> heures <SEP> à <SEP> 400 C. <SEP> 25 <SEP> 28 <SEP> 31 <SEP> 31 <SEP> 33 <SEP> 28
<tb> 
 
Le traitement thermique appliqué dans les essais ci-dessus avait pour but de normaliser l'opération dans les limites de température de 600   à 700 C   pendant 1 à   24   heures.

   Les alliages répondent à un traitement plus compliqué par solution suivi de durcissement par vieillissement. 
 EMI4.3 
 



  HEVi:Iy7ICh2'IOIt E7 REUIvl;. 



   1. Alliage de titane contenant les trois constituants suivants : (a) un ou plusieurs éléments de renforcement par une solution solide de titane, (b) un ou plusieurs éléments formateurs de béta qui ne forment pas des composés intermétalli- ques, mais.qui rendent l'alliage duplex'(par exemple les phases alpha et béta) entre les limites de forgeage comprises entre 
 EMI4.4 
 environ 700 et 1100 C, et (c un ou plusieurs éléments qui. forment avec le titane, des composés de durcissement par précipitation.

Claims

2. Alliage de titane selon la revendication 1, dans lequel le ou les agents de renforcement ou stabilisation alpha est ou sont constitués par l'un ou plusieurs des éléments : aluminium, étain, zirconium, oxygène, azote.' 3. Alliage de titane selon la revendication 1, dans lequel le ou les éléments formateurs de bêta est ou sont constitués <Desc/Clms Page number 5> par l'un ou plusieurs des éléments : molybdène, vanadium, niobium, tantale.

4. Alliage de titane selon la revendications 1 dans lequel le ou les éléments formateurs de composés de durcissement par précipitation avec le titane est ou sont constitués par l'un'ou plusieurs des éléments : silicium, chrome, manganèse, bore, fer, beryllium.

5. Alliages selon n'importe laquelle des revendications précédentes dans lesquels le ou les agents de renforcement ou stabilisation alpha est ou sont constitués par un ou plusieurs des éléments : Aluminium 1- 10% Etain 0 - 8% Zirconium 0 - 10% Oxygène 0,02- 0,3% Azote .. 0,02- .0,2% 6.

Alliages selon n'importe laquelle'des revendications précédentes, dans lesquels le ou les éléments formateurs de bêta est ou sont constitués par l'un ou plusieurs des éléments suivants : Molybdène 0 - 10% Vanadium U - 10% Niobium 0 - 10% Tantale 0 - 10% 7. Alliages selon n'importe laquelle des revendications précédentes, dans lesquels le ou les composés de durcissement par précipitation avec le titane est ou sont constitués par un ou plusieurs des éléments suivants : <Desc/Clms Page number 6> Silicium 0-2% Chrome 0 - 4% Manganèse 0 - 4% Bore 0-2% Fer 0-4% Berrylium 0 - 2% Alliages substantiellement comme décrit dans n'importe lequel'. des exemples ci-dessus.

9. Articles fabriqués en partant des alliages selon 11'importe laquelle des revendications précédentes.