ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ С АЛЬФА-БЕТА-СТРУКТУРОЙ

1. Высокопрочный титановый сплав с альфа-бета-структурой, содержащий:
Al в концентрации от около 4,7 мас. % до около 6,0 мас. %;
V в концентрации от около 6,5 мас. % до около 8,0 мас. %;
Si в концентрации от около 0,15 мас. % до около 0,6 мас. %;
Fe в концентрации вплоть до около 0,3 мас. %;
О в концентрации от около 0,15 мас. % до около 0,23 мас. %;
и Ti и случайные примеси в качестве остального,
при этом соотношение Al/V составляет от около 0,65 до около 0,8, причем соотношение Al/V соответствует концентрации Al, деленной на концентрацию V, выраженным в массовых процентах.
2. Сплав по п. 1, также содержащий дополнительный легирующий элемент в концентрации менее около 1,5 мас. %, при этом данный дополнительный легирующий элемент выбран из группы, состоящей из Sn и Zr.
3. Сплав по п.п. 1 или 2, также содержащий Мо в концентрации менее 0,6 мас. %.
4. Сплав по любому из пп. 1-3, содержащий:
Al в концентрации от около 5,0 мас. % до около 5,6 мас. %;
V в концентрации от около 7,2 мас. % до около 8,0 мас. %;
Si в концентрации от около 0,2 мас. % до около 0,5 мас. %;
С в концентрации от около 0,02 мас. % до около 0,08 мас. %;
и О в концентрации от около 0,17 мас. % до около 0,22 мас. %.
5. Сплав по любому из пп. 1-4, в котором каждая из случайных примесей имеет концентрацию 0,1 мас. % или менее.
6. Сплав по любому из пп. 1-5, в котором случайные примеси все вместе имеют концентрацию 0,5 мас. % или менее.
7. Сплав по любому из пп. 1-6, содержащий альфа-фазу и бета-фазу.
8. Сплав по п. 7, в котором выделение альфа-фазы диспергируется с бета-фазой.
9. Сплав по любому из пп. 1-8, имеющий предел текучести по меньшей мере около 970 МПа и удлинение по меньшей мере около 10% при комнатной температуре.
10. Сплав по п. 9, в котором предел текучести составляет по меньшей мере около 1050 МПа.
1/2
11. Сплав по любому из пп. 1-10, имеющий вязкость при разрушении по меньшей мере около 40 МПа⋅м при комнатной температуре.
12. Сплав по любому из пп. 1-11, имеющий удельную прочность по меньшей мере около 220 кН⋅м/кг при комнатной температуре.
13. Высокопрочный титановый сплав с альфа-бета-структурой, содержащий:
Al в концентрации от около 4,7 мас. % до около 6,0 мас. %;
V в концентрации от около 6,5 мас. % до около 8,0 мас. %;
Si и О, каждый в концентрации менее 1 мас. %;
Ti и случайные примеси в качестве остального,
при этом соотношение Al/V составляет от около 0,65 до около 0,8, причем соотношение Al/V соответствует концентрации Al, деленной на концентрацию V, выраженным в массовых процентах,
1/2
при этом указанный сплав имеет предел текучести по меньшей мере около 970 МПа и вязкость при разрушении по меньшей мере около 40 МПа⋅м при комнатной температуре.
14. Сплав по п. 13, в котором концентрация Si составляет от около 0,15 мас. % до около 0,6 мас. % и концентрация О составляет от около 0,15 мас. % до около 0,23 мас. %.
15. Сплав по п. 13 или 14, также содержащий Fe в концентрации вплоть до 0,3 мас. %.
16. Сплав по любому из пп. 13-15, в котором предел текучести составляет по меньшей мере около 1050 МПа.
17. Способ получения высокопрочного титанового сплава с альфа-бета-структурой, включающий в себя:
образование расплава, содержащего:
Al в концентрации от около 4,7 мас. % до около 6,0 мас. %;
V в концентрации от около 6,5 мас. % до около 8,0 мас. %;
Si в концентрации от около 0,15 мас. % до около 0,6 мас. %;
Fe в концентрации вплоть до около 0,3 мас. %;
О в концентрации от около 0,15 мас. % до около 0,23 мас. %; и
Ti и случайные примеси в качестве остального,
при этом соотношение Al/V составляет от около 0,65 до около 0,8, причем соотношение Al/V соответствует концентрации Al, деленной на концентрацию V, выраженным в массовых процентах, и
отверждение расплава для образования слитка.
18. Способ по п. 17, в котором плавление включает в себя одно или несколько из: вакуум-дугового переплава, плавки в холодном тигле под действием электронного пучка и/или плазменной плавки в холодном тигле.
19. Способ по п. 17 или 18, также включающий в себя:
термомеханическую обработку слитка для получения штучной заготовки и тепловую обработку данной штучной заготовки.
20. Способ по п. 19, в котором термомеханическая обработка включает в себя одно или несколько из: свободной ковки, штамповки в закрытых штампах, ротационной ковки, горячей прокатки и/или горячей экструзии.
21. Способ по п. 19 или 20, в котором тепловая обработка включает в себя одно или несколько из: термообработки на твердый раствор и бета-отжига.
22. Способ по п. 21, в котором тепловая обработка, кроме того, включает в себя старение.
23. Способ по п. 22, в котором тепловая обработка включает в себя:
термообработку штучной заготовки на твердый раствор при первой температуре от около 150°C до около 25°C ниже температуры бета-превращения;
охлаждение штучной заготовки до температуры окружающей среды; и
старение штучной заготовки при второй температуре ниже первой температуры.
24. Способ по п. 23, в котором вторая температура находится в диапазоне от около 400°C до около 625°C.