Brevet FR2029775A1 — publié le 19701023

202977,5 La présente invention se rapporte à un alliage de titane propre à être utilisé à des températures élevées, sous charge. Les alliages de titane du type alpha, présentent un rapport résistance mécanique /poids élevé, une bonne résistance au fluage 5 même aux températures élevées, de la résistance aux effets de la chaleur, de la ténacité et d'autres propriétés désirables. Les alliages de titane trouvent un vaste domaine d'utilisation dans la fabrication des avions et des véhicules spaciaux où la résistance des matériaux et leur degré d'efficacité sont des 10 paramètres de construction critiques. Dans ce domaine d'utilisation, un alliage doit posséder une forte résistance mécanique ainsi qu'une bonne résistance au fluage, une bonne stabilité et une bonne ténacité même aux températures élevées. En même temps, il doit être usiaable, ductile et soudant. Dans une certaine mesu 15 re, les influences des éléments d'alliage individuels sur le tita ne sont connues. L'effet global de plusieurs éléments d'alliage .sur les propriétés des alliages de titane est, toutefois, diffici le à évaluer à l'avance, en raison de la multiplicité des éléments d'alliage pouvant être utilisés et des quantités différen-20 tés de ces éléments qui peuvent être ajoutées. Par exemple, il «st connu que l'altuainium est un stabilisateur en phase alpha et donne au titane de la résistance mécanique même aux températures élevées et pourtant une proportion d'aluminium supérieure à environ 8 % compromet la ductilité et la stabilité. 25 Le zirconium et l'étain sont également considérés, en géné ral, comme des stabilisateurs en phase alpha.' Ils peuvent être adoptés dans line certaine mesure au lieu de l'aluminium comme sta bilisateur en phase alpha, pour compenser la fragilité et l'insta bilité qui, autrement, apparaissent en présence d'une haute te-30 neur en aluminium. Il est également connu qu'en général, les addi tifs stabilisateurs en phase bêta, tels que Mo, V, Cb, la, ff,etc. fixent notablement le titane et le rendent durcissable, mais ceci aux dépens du poids spécifique, de la résistance à l'oxydation et, habituellement, de la résistance au fluage. Il est également con-35 nu que certains additifs formateurs d'alliage tels que le silicium peuvent être utilisés pour augmenter la résistande' au fluage mais, au-dessus de limites déterminées, la ténacité est compromise. Il est donc impératif de trouver des compositions et des quan tités d'additifs d'alliage critiques assurant l'augmentation re-40 quise de la résistance à la chaleur et de la résistance au fluage, 70 03108 2 2029775 sans amoindrir pour autant la ductilité et la ténacité initiales qui sont les propriétés essentielles conférant à l'alliage son utilité. Il est donc nécessaire de créer un alliage de titane du type 5 alpha à faible poids spécifique et offrant de bonnes propriétés de résistance à la chaleur, de stabilité et de résistance au flua ge ainsi que de ténacité, de soudabilité et de ductilité, la combinaison de toutes ces propriétés devant, en outre, être supérieu re à la combinaison correspondante des propriétés des alliages de 10 titane connus. Pour atteindre ce but, l'invention propose un alliage de titane d'un poids spécifique de 4,5 à 4,6 kg/dm-*, d'unie résistance à la traction d'au moins 84 kg/mm à la température ambiante, d'une bonne stabilité thermique et d'une déformabilité par fluage 15 inférieure à 0,2 % après l'application d'une charge de 35»15 lof/ 2 mm pendant 100 heures à 5^0°0» ledit alliage présentant la composition suivante : 5,5 à 6,5 % d'aluminium 1,5 à 4,0 % d'étain 20 0,5 à 2,5 % de zirconium 0,5 à 1,5 ^ de molybdène 1,0 à 2,0 % "lâe tungstène 0,05 à 0,25 % de silicium jusqu'à 0,2 % d'oxygène 25 jusqu'à 0,4 % au total d'autres constituants j compris les impuretés éventuelles, Le reste étant du titane. Suivant l'invention, on ajoute entre 5,5 et 6,5 % d'aluminium principalement pour augmenter la résistance aux températures 30 élevées et au fluage et pour abaisser le poids spécifique de l*al liage. Lorsque la teneur en aluminium est inférieure à 5»5■%% le rapport résistance mécanique/poids diminue et une teneur en alumi nium de plus de 6,5 # conduit à une résistance moindre aux températures élevées et au fluage. L'aluminium utilisé entre les limi-35 tes prévues suivant l'invention stabilise la phase alpha et améliore la résistance à l'oxydation. Lorsque 5»5 à 6,5 % d'aluminium sont présents dans l'alliage de titane, on obtient principalement une texture MalphaB. De petites quantités de molybdène, de tungstène ét de silicium ne modifient pas notablement la nature 40 Salpha" de cet alliage de titane. 70 03108 3 2029775 La teneur en étain de 1,5 à 4,0 % est; critique. Jusqu'à 2 % environ, une addition d'étain augmente la résistance au fluage d'un alliage de titane contenant de l'aluminium, d'une manière plus efficace qu'une addition d'aluminium correspondante, mais en 5 n'entraînant qu'une perte de stabilité trois fois moindre. Au-des sus de 3l'étain n'est plus que trois fois moins efficace que l'aluminium, il augmente la densité et abaisse l'élasticité à des valeurs indésirables. Au-dessous d'environ 1,5 % d'étain, la résistance au fluage est amoindrie dans une mesure indésirable. Par 10 contre, l'étain assure un renforcement de la résistance de la solution solide qui reste efficace à des températures relativement élevées. Le zirconium assure un renforcement de la solution solide dans la phase alpha et, dans une moindre mesure, dans la phase bê 15 ta qui est présente dans l'alliage de titane suivant l'invention. Dans l'ensemble, le zirconium n'est pas aussi efficace que l'aluminium et l'étain, dans l'alliage de titane suivant l'invention, comme élément de renforcement. Il est assez utile jusqu'à 2 % environ. Au-dessus de 2,5 % environ, son effet d'augmentation de la 20 résistance mécanique ne compense plus son effet d'augmentation de la densité. Dans la région alpha, l'aluminium, l'étain et le zirconium agissent conjointement. Parmi les alliages quaternaires Ti-Al-Sn-Zr, l'alliage Ti-6Al-2Sn-2Zr possède une résistance au fluage à 25 haute température optimale conjointement à une densité plus faible. Par contre, l'alliage de titane alpha Ti-6Al-2Sn-2Zr présente une résistance à la traction insuffisante pour être utilisable. L'utilisation de faibles quantités d'éléments stabilisâteurs en phase bêta est connue pour augmenter la résistance à.la traction, 30 mais la résistance au fluage, la stabilité et d'autres propriétés précieuses sont également améliorées par des additifs stabilisateurs en phase bêta. Le molybdène forme des séries continues de solutions solides avec le titane bêta et sa solubilité dans le titane alpha est in-35 férieure à 1 %. La faible quantité de phase bêta qui est stabilisée par une addition de 1 % de molybdène, a trois effets, à savoir d'une part, la création d'une certaine possibilité de traite ment thermique et d'une élévation de la résistance mécanique jusqu'à des températures élevées, d'autre part, l'augmentation de la 40 résistance au fluage et en troisième lieu, une amélioration de la 70 03108 4 2029775 capacité de l'alliage à supporter de fortes ,statiques avec des entailles ayant des facteurs de forme Des additions de molybdène notablement supérieures à environ 1,5 % provoquent une réduction de la résistance au fluage à haute 5 température et de la soudabilité dans une mesure indésirable. Une addition de moins de 0,25 % environ, ne confère pas les propriétés désirables précitées. L'utilisation de molybdène seul amoindrit, d'une manière indésirable, la résistance au fluage. L'addition de tungstène à 1'alliage de titane suivant l'in-10 ventibn stabilise aussi bien que l'addition de molybdène la phase bêta du titane mais, contrairement à ce qui se passe avec le molybdène, le titane bêta stabilisé par le tungstène se décompose d'une manière eutectique pour environ 28 % de tungstène et à une température de l'ordre de 720°C. Le titane alpha, ainsi que le ti 15 tane bêta, contenant du tungstène à la limite de solubilité peuvent coexister au point extrême de la solution solide du tungstène dans le titane. En conséquence, des alliages de titane alpha contenant des additions de tungstène et traités thermiquement au-dessous du point de transition bêta peuvent être constitués par 20 une phase alpha et une solution solide de tungstène. Dans des con ditions ambiantes de fluage, le tungstène, non seulement contribue, dans les alliages de titane alpha, à renforcer la solution solide de chaque phase bêta présente, mais encore assure, en outre, après un traitement thermique approprié, un durcissement de 25 dispersion qui augmente la résistance au fluage. De fortes additions de tungstène, non seulement augmentent le poids spécifique de l'alliage d'une manière indésirable, mais encore provoquent "une augmentation de l'instabilité et de la fragilité. La gamme efficace d'addition de tungstène dans l'alliage de titane suivant 30 l'invention doit, par conséquent, s'étendre de 1 à 2 % environ. Des propriétés de résistance au fluage optimales conjointement à d'autres propriétés désirables sont obtenues dans cette gamme. Le silicium est, comme le tungstène, un stabilisateur en pha se bêta eutectique du titane. Mais, contrairement au tungstène, 35 le silicium forme avec le titane des liaisons solides. Parmi ces liaisons, on a trouvé du Ti^Si^, du TiSi et du TiSig. Dans les systèmes binaires, Ti^Si^ peut coexister avec des solutions solides alpha et bêta de silicium, dans le titane. Le silicium forme également des liaisons avec le zirconium, 40 le molybdène et le tungstène, mais non avec l'aluminium ou l'étain 70 031Ôâ 5 2029775 Des traitements thermiques dans le domaine alpha-bêta permettent» la transformation du molybdène et du tungstène en phase bêta. Le silicium améliore la résistance au fluage en particulier dams la phase alpha. Un minimum d'environ 0,05 % de silicium est nécessai 5 re pour augmenter la résistance au fluage. Au-dessus d'environ 0,25 % de silicium, l'instabilité de fluage s'installe, de sorte que la ténacité et la ductilité sont compromises simultanément à une déformation de fluage. L'utilisation de silicium dans cet alliage est intéressante, en particulier conjointement au tungstène 10 Ensemble, ces deux métaux produisent une augmentation de la résis tance au fluage de la phase bêta et ramènent l'alliage sur le plan du Ti-6Al-2Sn-2Zr, avec l'avantage commun favorable d'une ré sistance à la traction augmentée. Par traitement thermique flana la zone basse de la région des phases alpha-bêta, la phase bêta 15 s'enrichit en molybdène et en tungstène. Lors du durcissement sub séquent, la phase bêta se décompose en phase alpha avec une dispersion de tungstène. Ceci a, en outre, pour effet d'éliminer la tendance à l'affaiblissement de la résistance au fluage en présence de la phase bêta. 20 L'oxygène ne doit être présent dans l'alliage de titane sui vant l'invention que jusqu'à concurrence de 0,20 % environ. Lorsqu'on envisage une utilisation de l'alliage à une température éle vie, la teneur en oxygène ne doit pas dépasser 0,15 On peut se procurer du titane et des éléments d'alliage qui conviennent à la 25 fabrication d'alliages et qui contiennent moins de 0,10 % environ d'oxygène, mais des alliages d'une telle pureté sont plus chers dans une mesure correspondante. Avec 0,07 % d'oxygène, l'alliage possède une ténacité et une stabilité parfaites avec, en même temps, d'autres propriétés remarquables. 30 Une composition d'alliage préférée faisant partie du domaine spécifié ci-dessus comprend 6 % d'aluminium, 2 % d'étain, 2 % de zirconium, 1 % de molybdène, 1,5 % de tungstène, 0,1 % de silicium et jusqu'à 0,12 % d'oxygène, le reste étant du titane et les impuretés usuelles. 35 Des impuretés inévitables provenant de la mousse de titane et des additifs d'alliage utilisés peuvent être présentes dans l'alliage de titane suivant l'invention, mais ne devraient pas dé passer au total environ 0,4 %, Si l'on considère séparément chacun des éléments d'alliage individuels contenus dans l'alliage, 40 les impuretés ne devraient pas modifier la caractéristique essen 70 03108 6 2029775 tielle de l'alliage ni ses propriétés décrites. Le poids spécifique de l'alliage de titane suivant 11invention est compris entre 4,5 et 4,6 kg/dm^ et est fonction de la te neur en éléments d'alliage de poids spécifique élevé et faible. 5 Le poids spécifique de l'alliage préféré, mentionné ci-dessus, qui est choisi dans la gamme revendiquée, est de l'ordre de 4,54 kg/dm^. . . - La résistance mécanique caractéristique de l'alliage de titane suivant l'invention est au moins comparable à celle des al-10 liages Ti-5Al-2,5Sn ou Ti-6A1-4V disponibles dans le commerce. Toutefois, avec une charge donnée et au-dessus de 455 à 593*0» la résistance au fluage de l'alliage de titane suivant l'invention est supérieure, à raison d'environ 1.000 unités» à celle des alliages Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo usuels du commerce, mesurée avec un pa-15 ramètre qui tient compte des influences de la température et du temps suivant la formule (460+ °F).(20+1og.heures) comme décrit plusloin de façon plus détaillée. Ceci correspond à une amélioration, par rapport à l'alliage Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, au point de me de la résistance au fluage, d'environ 56 à 85 kg/cm & une tempi-20 rature d'environ 455 à 593°C et avec des temps d'un ordre de gran deur de 150 heures. A 593°C» l'alliage de titane suivant 1 'investi on est presque deux fois plus résistant au fluage que l'alliage de titane connu mentionné ci-dessus. L'avantage» au point de vue résistance au fluage, de l'alliage de titane suivant 1'invention 25 par rapport à l'alliage de titane connu, augmente encore avec la durée d'application de la charge, car le paramètre température-temps dudit alliage connu est P » (460+ °J) . (15+log heures)• La résilience de l'alliage suivant l'invention à faible teneur en oxygène atteint, à la température ambiante, 1,66 à 2,5 30 mkg. La bonne ténacité générale de l'alliage suivant 1'invention, à faible teneur en oxygène, est également mise en évidence par «a résistance à la traction sur éprouvette entaillée qui est de l'or dre de 148 kg/mm après une charge de fluage avec -un facteur de forme = 8 et une déformation permanente de 1,27 mm/mn. Dés 35 éprouvettes soumises à un essai de fluage et ayant le même fac- 2 teur de forme supportent habituellement une charge de 120 kg/mm pendant au moins 5 heures. Une analyse à l'état de fusion type d'un alliage de titane appartenant au domaine de l'invention, ayant comme composition no 40 minale ïi-6Al-2Sn-2Zr-1Mo-1,5W-0,1Si a donné les résultats sui- 70 03108 7 2029775 vaut s : 6,13% Al, 1,94% Sn, 1,98% Zr, 0,99% Mo, 1,68% W, 0,107% Si, °0,067% Og, 0,053% Fe, 0,002% Ng» le reste étant du titane. Le point de transition bêta de cet alliage se trouve à 1.000°C et l'on a constaté que le poids spécifique atteignait 4,54 kg/dm^. 5 Le module d'élasticité varie avec la température de la manière in diquée au tableau 1. TABLEAU 1 Température Module d'élasticité °0 kg/mm^ 10 20 12.000 427 9.800 455 9.800 482 9.100 510 8.450 15 538 8.450 Le tableau 2 ci-après (pages 10 et 11) indique les propriétés de résistance mécanique à la température•ambiante et à une température relativement élevée d'éprouvettes ayant la composition indiquée ci-dessus, après exécution des divers traitements thermi-20 ques également indiqués dans le tableau. D'après le tableau 2, on peut constater les propriétés remar quables à la température ambiante et à haute température et, en particulier, la résistance mécanique et la ténacité lors de divers traitements thermiques jusqu'à 593°0. 25 Le tableau 3 ci-après (pages 12 et 13) met en évidence les propriétés de résistance au fluage remarquables de l'alliage de titane suivant l'invention, après les traitements thermiques également indiqués dans ce tableau. Le tableau 4 ci-après (page 14) indique des valeurs supplé-30 mentaires relatives aux propriétés de résistance au fluage et à la ténacité d'éprouvettes de la composition précédemment indiquée qui ont été traitées thermiquement comme suit : 1.066°C - % heure et refroidissement à l'air, + 843°C - 1 heure et refroidissement à l'air, + 593°0 - 8 heures et refroidissement à l'air. 35 l*e traitement thermique préféré consiste essentiellement en un refroidissement à partir du domaine bêta jusqu'à environ 816°C, température à laquelle l'alliage est maintenu jusqu'à ce que les additifs d'alliage soient répartis efficacement entre les phases alpha et bêta. Selon une variante, l'alliage peut également être 40 refroidi jusqu'à la température ambiante puis réchauffé et maintenu à 816°0. Un durcissement subséquent à 565-650°C contribue à 70 03108 2029775 assurer l'équilibrage et la stabilisation des phases ainsi que l'augmentation de la" résistance à la traction et au fluage. La vi tesse de refroidissement n'est pas critique, mais des vitesses de refroidissement plus rapides assurent des résistances à la trac-5 tion plus élevées avec des pertes plus faibles.en résistance au fluage et en ductilité. L'alliage de titane suivant l'invention peut être fabriqué d'une manière usuelle appropriée quelconque, suivant laquelle le titane et les éléments d'alliage sont fondus en une composition 10 essentiellement homogène et qui est, soit coulée en lingots, soit pulvérisée dans une chambre froide en vue de la fabrication de granulés, cette opération pouvant être suivie d'un nouveau traite ment. Suivant une technique de fusion préférée, les éléments d'al liage sont mélangés sous forme divisée avec de la mousse de tita-15 ne et transformés sous pression en électrodes qui sont refondues en lingots sous un arc dans le vide et dans un creuset en cuivre refroidi à l'eau. Les premiers lingots ainsi fondus sont épurés dans un acide et sont refondus sous forme d'électrodes se consumant d'elles-mêmes dans le vide pour augmenter l'homogénéité et 20 supprimer les impuretés.-L'usinage par déformation tel que le for geage ou le laminage est avantageusement effectué dans le domaine bêta avant l'application des traitements thermiques précédemment mentionnés. La fig. 1 est une représentation graphique du paramètre de 25 Larsen-Killer pour une déformation plastique de 0,2 % de l'alliage préféré suivant l'invention, c'est-à-dire de l'alliage Ti-5A1-2Sn-2Zr-1Mo-1,5W-0,1Si en comparaison avec un alliage usuel du commerce, à savoir l'alliage Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo. La fig. 2 est un graphique analogue dans lequel les varia-30 tions du paramètre de Larsen-Miller sont portées en fonction de la valeur de la charge de fluage de l'alliage. p Sur ces dessins, la charge de fluage 6 en kg/mm est portée en ordonnées et le paramètre de Larsen-Miller est porté en abscisses. Le paramètre de Larsen-Miller P se calcule d'après la 35 formule suivante : P = T°r (C + log t) où T°£ est la température pendant l'application de la charge en degrés Rankine, t, le temps d'application de la charge en heures pour un degré de déformation par fluage choisi à l'avance et 0, 40 une constante du matériau étudié. Pour l'alliage étudié, cette 70 03108 9 2029775 constante était 0 * 20. Les résultats des essais de fluage, qui sont reproduits sur les graphiques, ont été obtenus en soumettant les éprouvettes à une charge de fluage à différentes températures et dans différen-5 tes conditions de charge pour obtenir le degré de déformation eb± si à l'avance dans le temps t, à chacune des températures de l'es sai. Avant les essais de fluage, les éprouvettes avaient été trai tées thermiquement comme suit : 1.066°0 - d'heure - refroidisse ment à l'air + 843°C - 1. heure - refroidissement à l'air + 593°C 10-8 heures - refroidissement à l'air. La fig. 1 montre que, sauf dans la gamme comprise entre 28et 2 46 kg/mm , on'a pu obtenir une amélioration du paramètre de Larsen-Miller de 1.000 unités avec l'alliage préféré entre les limites de la gamme revendiquée, par rapport à l'alliage de titaneoon 15 nu précédemment mentionné choisi pour la comparaison. Dans la gam me comprise entre 28 et 46 kg/mm , l'amélioration atteint environ .750 unités du paramètre de Larsen-Miller. Le tableau 5 ci-après (page 15) montre l'effet, sur la résis tance au fluage et la ténacité, d'une modification des teneurs en 20 éléments d'alliage de l'alliage de titane suivant 11 invent ioruPour obtenir les valeurs indiquées dans ce tableau, des éprouvettes de chacun des alliages également indiqués dans le tableau ont été traitées thermiquement à 1.066°G pendant % d'heure, ce traitement étant suivi d'un refroidissement à l'air jusqu'à la température 25 ambiante. Certaines de ces éprouvettes ont ensuite été traitées thermiquement pendant 1 heure à des températures comprises dans 3a gamme de 788 à 899°C et s'étageant à des intervalles de 38°C, ce nouveau traitement1jb.ermique étant également suivi d'un refroidissement à l'air. Toutes les éprouvettes ont ensuite été traitées 30 thermiquement pendant 8 heures à 593°0, puis refroidies à l'air. Enfin, toutes les éprouvettes ont alors été examinées après une charge de fluage à 538°0, de 31 »5 kg/mm^, pendant 150 heures, en ce qui concerne leurs propriétés de fluage et de traction. Dans chaque groupe des alliages examinés, on a choisi l'éprouvette qui 35 présentait la meilleure combinaison de propriétés de fluage et de ténacité et ces valeurs ont été incorporées au tableau 5 pour chaque alliage examiné. D'après les valeurs indiquées ci-dessus, il ressort que des alliages de titane suivant l'invention ayant des teneurs en alumi 40 nium, en étain, en molybdène, en tungstène, en zirconium et en si licium comprises entre les limites revendiquées, après charge de fluage dans les conditions indiquées ci-dessus, présentent une déformation par^fluage d'environ 0,2 % au plus, ainsi que de£ft€&-proprxetes de résistance à la traction après les essais de fluage TABLEAU 2 Résistance à la traction à la température ambiante et à une température relativement élevée en fonction du traitement thermique + + Toutes les éprouvettes sont tout d'abord traitées thermiquement pendant un quart d'heure à 1060°C puis trempées dans l'huile ou refroidies dans l'air ou dans un four jusqu'à la température ambiante, comme indiqué ci-dessous par les mentions "huile", "air" ou "four". Traitement thermique Propriétés mécaniques Temp. (° C ) B (kg/mm2) (kg/mm2) Coefficient Allongement •^4 O O. oo o QO (%) (%) 107,6 88,6 18 11 108,96 93,5 15 10 94,2 78,7 29 15 94,2 81,6 28 14 100,5 89,96 23 14 100,5 91,4 22 14 99,2 88,6 25 16 98,4 87,9 25 16 101,1 91,4 26 14 107,6 98,4 18 13 97,7 87,2 26 16 107,6 97,01 18 13 91,4 78,7 30 15 94,2 79,43 28 14 98,4 87,2 26 15 Huile + 16 h 510°C/Air Huile + 8 h 590°C/Air Air + 16 h 510°C/Air Air + 8 h 590°C/Air Air + 1 h 730°C/Air+ 8 h 590°C/Air Air + 1 h 785°C/Air + II Air + •1 h 840°C/Air + II Air + 1 h 840°C/Air + II Air + 1 h 840°C/Huile + II Huile + 1 h 840°C/Air + II Air + 1 h 840°C/Air + II Huile +1 h 840°C/Huile + 8 h 590°C/Ai Air + 1 h 895°C/Air + 16 h 510°C/Air Air + 1 h 895°C/Air II Air + 1 h 810°C/Air+ 2 h 565°C/Air Temp. Amb. H O K> O N> sO ■^1 en TABLEAU 2 Traitement thermique Temp. (0° C) Air + 1 h 810°C/Air + 8 h 565°C/Air Temp.Amb + 2 h 590°C/Air II + 8 h 590°C/Air II + 2 h 620°C/Air It + 8 h 620°C/Air H + 2 h 645 °C/Air II " + 8 h 645°C/Air U Air + 1 h 840°C/Air + 8 h 590°C/Air 425 II 455 If 480 (1 510 II 535 II 590 " Temp.Amb Air + 1 h 840°C/Air+ 8 h 590°C/Air " Four jusqu'à 810°C 1 h de séjour/air+ 8 h 590°C/Air. " (Suite) Propriétés mécaniques B 5-0,2 Coefficient Allongement ^ (kg/mm2) (Kg/mm2) de striction longitudinal O' {%) (%) O 99,2 87,9 23 14 LU 98,4 88,6 25 16 O a> 97,7 87,9 25 14 99,2 88,6 24 15 99,2 89,3 25 14 99,2 90,7 24 14 98,4 89,96 24 14 74,5 54,1 41 16 73,1 53,1 42 14 H 71,7 52,01 43 16 H 71,0 52,01 44 i6 68,3 50,6 45 16 61,7 48,5 46 16 98,4 89,3 25 14 99,2 85,8 25 16 93,5 86,5 15,5 12 K) O N> sO "«-I en TABLEAU 3 Propriétés de résistance au fluage et de résistance mécanique en fonction du traitement thermique + + Toutes les éprouvettes sont tout d puis refroidies à l'huile, à l'air ci-après : Traitement thermique 'abord traitées thermiquëment pendant un quart d'heure à 1060°C ou dans un four jusqu'à la température ambiante, comme indiqué Charge Défor- Résistance à la traction après 1' mation (%) B (kg/mm2) essai de fluage Cbeff i-cientda strictiaa (%) Allong. longitU' dinal (%) 0,188 109,7 96,3 14 9 0,178 96,3 87,2 28 14 0,106 110,3 98,4 10 9 0,101 97,01 86,5 24 14 0,173 98,4 œ 00 24 14 0,217 97,7 90(7 21 13 0,173 98,4 88,6 24 14 0,082 102,6 92,1 18 14 0,081 101,9 93,5 21 15 0,060 101,9 92,1 24 14 0,074 99,8 91,4 24 14 0,083 101,2 92,1 19 13 0,072 108,3 100,5 16 4 . 0,086 110,3 101,2 13 10 O O' UJ O 00 Huile + 16 h 510°C/-Air Air " Huile + 8 h 5909c/Air Air Air + 16 h 510°C/Air 75 150 Air + 8 h 590°C/Air Air + 1 h 730°C/Air+ 8 h 590°C/Air 72 Air + 1 h 785°C/Air Air + 1 h 840°C/Air II Airvl h 840°C/Huile Huile+ 1 h 840°C/Air Huile+ 1 h 840°C/Huile H to K> O K* sO *s| ■^4 en TABLEAU 3 (Suite) Traitement thermique Charge Déformation (%) Résistance à la traction après l'essai , R 9 de fluage + S' B 0.2 Coeffi- (kg/mm2 ) (kg/mm2 ) cient de Striction Allong. longitudinal (%) (%) 101,2 91,4 24 14 101,9 93,5 17 14 100,5 92,1 21 14 99,8 92,1 23 14 101,2, 92,8 22 14 100,5 91,4 18 14 101,2 92,8 21 14 100,5 91,4 22 15 101,2 92,8 21 14 94,2 85,1 27 14 96,3 85,8 24 14 •^4 O O-OU «■A O' oo Air+ 1 h 840°C/Air+ 8 h 590°C/Air 72 h 35,2 kg/mm2 510°C 0,067 Air+ 1 h 81Ô°C/Air+ 2 h 565°C/Air 75 h 42,2 kg/mm2 510°C 0,111 " + 8 h 565°C/Air " 0,116 " + 2 h 590°C/Air " 0,106 + 8 h 590°C/Air " 0,088 " + 2 h 620°C/Air " 0,114 " + 8 h 620°C/Air " 0,117 + 2 h 645°C/Air " 0,073 "■■■■' + 8 h 645°C/Air " 0,134 Air+ 1 h 840°C/Air+16h 510°c/Air 75 h 35,2 kg/mm2 510°C 0,198 Air+ 1 h 895"C/Air+ 16h 510°C/Air » 0,177 Air+ 1 h 810°C Eau+ 8 h 590°c/Air 75 h 42,2 kg/mm2 510°C 0,137 + 8 h 620°C/Air " 0,118 " + 8 h 645°C/Air " 0,139 Air+ 1 h 840°C/Air+ 8 h 590°c/Airl22 h-44,3 kg/mm2 510°C 0,319 " " 122 h'33,04 kg/mm2 535°C 0,287 48 h 28,1 kg/mm2 565°C 0,367 Four - 810°C - 1 heure de séjour/air + 8 h, 590°Ç/Air 120 h 44,3 kg/mm2 510°C 0,271 Air+ 1 h 810°C/Air+ 2 h 645°C/Air 167 h 42,2 kg/mm2 510°C 0,181 w K> O ta «o en TABLEAU 4 Propriétés de résistance au fluage et de ténacité Charge de fluage comme précédemment Température (kg/mm2) Temps h Déformation par fluage totale Facteur de forme (OCK) Résistance à la traction sur éprouvettes entaillées (kg/mm2) Résistance à la déformation avec le temps sur éprouvettes entaillées après 5 h de temps d1 attente (kg/mm2) Rési-lience de Charpy (kg/)em2 ) O O u> O 00> - - - - 8 134,98 124,5 1,82 - - - 8 137,1 133,6 1,938 425 56,2 192 0,282 3,8 - 133,6 + - 480 49,2 337 0,210 8 - 124,5 + ■ ■- 535 30,3 169 0,210 8 - 119,5 + ! - 590 14,1 120 0,327 8 - 112,5 + ' - 510 44,3 122 0,319 8 148,3 + - - 535 33,04 122 0,287 8 149,1 + - - 565 28,1 48 0,367 8 132,9 + - après charge de fluage H -t* K> O M sO M "Ni tT» Pourcentages en éléments Déformation d'alliage, le reste étant tojL du titane Al Sn Mo W Zr Si 6 3 1 1,5 - 0,1 0,290 6 4,5 1 1,5 - 0,1 0,186 6 4 1 1,5 - - 0,455 6 3 1 1,5 1,5 0,1 0,130 6 3 1 2,5 1,5 0,1 0,168 6 3 0,5 1,5 - 0,1 0,244 6 2,5 2 2,5 2 0,1 0,204 6 3 0,5 1,5 1 0,1 0,203 6 2 1 1,5 2 0,1 0,173 t TABLEAU 5 Propriétés mécaniques O O uy (kg/mm2) 0,2 (kg/mm2 ) Coefficient de striction (%) Allongement longitudinal (%) 106,2 99,8 17 12 o 00- 108,3 101,2 9 6 108,3 100,5 17 14 107,6 98,4 16 13 108,3 97,7 13 11 105,5. 100,5 15 13 114,6 104,04 9,5 7 104,6 99,8 23 16 H U1 98,4 88,6 24 14 K) O K> -•O ^1 en 10 031 Ôâ 2029775 REVENDICATIONS 1.- Alliage de titane d'un poids spécifique de 4,5-4,6 kg/ *7\ o dm , d'une résistance à la traction d'au moins 84 kg/mm à la tem pérature ambiante, d'une bonne stabilité thermique et ne présen-5 tant gu'une déformation par flûage inférieure à 0,2 % après l'ap-plication d'une charge de 35»15 kg/mm pendant 100 heures à 5^0°G, ledit alliage étant caractérisé; pair la composition suivante : 5,5 à 6,5 % dfaluminium 1,5 à 4,0 % d'étain 10 0,5 à 2,5 % de zirconium 0,5 à 1,5 % de molybdène 1,0 à 2,0 % de tungstène 0, 05 à 0,25 % de silicium jusqu'à 0,2 % d'oxygène 15 jusqu'à 0,4 % au total, d'autres constituants y com pris des impuretés éventuelles, le resté étant du titane. 2.- Alliage de titane suivant la revendication 1, contenant 6 % d'aluminium, 2 % d'étain, 2 % de zirconium, 1 % de molybdène, 20 1,5 % de tungstène, 0,1 % de silicium, et jusqu'à 0,2 % environ d'oxygène, le reste étant du titane ainsi que les impuretés usuelles.