SU1696547A1 - Способ получени титанового сплава - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к цветной металлургии , в частности к магнийтермическо- му производству губчатых титановых сплавов. Цель изобретени  - повышение фазовой однородности титановых сплавов. Поставленна  цель достигаетс  выдержкой полученного шлака в вакууме при 1010- 1080°С в течение 5-35 ч. Выдержку провод т по окончании отгонки хлорида магни  и магни . Сплавы с высокой фазовой однородностью могут быть использованы в порошковой металлургии с большей эффективностью. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области цветной металлургии, в частности магниетерми- ческому производству губчатых титановых сплавов.

Известен способ получени  титановых сплавов, включающий смешение тетрахло- рида титана с хлоридами легирующих элементов , двустадийное восстановление хлоридов щелочным металлом сначала при 600-800°С. затем при 900-950°МС в течение 1-10 ч, промывку полученной реакционной массы разбавленными неорга- ническими кислотами.

Недостатком способа  вл етс  значительна  фазова  неоднородность титанового сплава. Так, нар ду с фазой титанового ст.ава полученный металл содержит фазы чистого титана и легирующего элемента, что ограничивает его использование в р де областей техники, например в порошковой металлургии .

Наиболее близким по технической сущности и полученному результату  вл етс  способ получени  титановых лигатур, включающий приготовление исходной смеси хлоридов , восстановление смеси хлоридов металлическим магнием при 750-850°С, вакуумную сепарацию реакционной массы при 980-1000°С.

Описанный способ не позвол ет получить титановые сплавы с высокой фазовой однородностью.

Цель изобретени  - повышение фазовой однородности титановых сплавов, получаемых магниетермическим восстановлением хлоридов.

Поставленна  цель достигаетс  путем того, что после окончани  отгонки магни  и хлорида магни  из реакционной массы, т.е. после окончани  процесса сепарации (окончание может быть определено, например, по низкому остаточному давлению в аппарате , либо по натеканию в аппарат, либо по

И

О О

о ел VJ

стабилизации потребл емой мощности или другими методами) производитс  выдержка полученного продукта в вакууме при температуре 1010-1080°С в течение 5-35 ч.

В процессе магниетермического вое- становлени  хлоридов, а также вакуумной сепарации образование сплава затруднено из-за того, что частицы титана и легирующего элемента отделены друг от друга прослойками магни  и хлорида магни , преп тствующими стеканию частиц и образованию сплава. Поэтому после протекани  процесса сепарации, когда магний и хлорид магни  практически полностью удалены из губки получаемого сплава, создаютс  благо- при тные услови  дл  спекани  частиц и образовани  сплава,

Температура выдержки ниже 1010°С недостаточна дл  процесса спекани  металлических частиц, что не приводит к улучше- нию фазовой однородности по сравнению с известным способом, а выше 1080°С происходит значительное взаимодействие со стенками реакционного аппарата, что приводит к образованию фазы ферротитана и, следовательно, к ухудшению фазовой однородности титанового сплава.

Продолжительность процесса высокотемпературной выдержки менее 5 ч не приводит к улучшению фазовой однородности, продолжительность выдержки выше 35 ч ухудшает фазовую однородность из-за обрзовани  фазы ферротитана.

Услови  проведени  высокотемпературной выдержки определены эксперимен- тальио и обусловлены требовани ми, предь вл емыми к порошковым титановым сплавам.

Однородность сплавов определ лась с использованием метода рентгенофазного анализа. Однородность сплава принимали удовлетворительной при наличии в сплаве примесной фазы не более 1%.

Пример 1 Исходную смесь, содержа- щую21 кгТЮМ и 15,4 кг NbCIs, подавали в реактор на восстановление металлическим магнием. Температура процесса восстановлени  780-800°С. По окончании процесса восстановлени  реакционную массу подвергали вакуумной сепарации при 1000°С. Окончание процесса сепарации, т.е. отгонки магни  и дихлорида магни , определ ли по дифференциальной методике, в соответствии с которой при отключенной вакуумной системе величина изменени 

остаточного давлени  в аппарате не превышала 3 мкм рт.ст. в минуту.

По окончании отгонки магни  и дихлорида магни  производили выдержку при температуре 1050°С в течение 10ч.

Рентгенофазное исследование показало , что полученный сплав TI - 50 мас.% Nb имел структуру / -титана. Других фаз в полученном губчатом спаве обнаружено не было .

Примеры 3-8. Получение сплавов согласно предлагаемым технологическим режимам иллюстрируетс  на,примерах сплава титан - ниобий, сведенных в таблицу .

Соотношение исходных хлоридов титана и ниоби , а также последовательность выполнени  операций при проведении процесса аналогично приведенным в примере 1.

Примеры 3 и 4 иллюстрируют получение титанового сплава внутри предлагаемых технологических режимов, примеры 5-8-за предлагаемыми пределами. Основной образовавшейс  во всех примерах фазой  вл етс  фаз а Д -титана, что соответствует диаграмме состо ни  системы Ti-Nb.

Количество примесных фаз, указанных в таблице, определено по интенсивност м линий на дифрактограммах.

П р и м е р 9. Исходную смесь, содержащую 26,5 кг Т1СЦ и 9,4 кг Mods, подавали в реактор на восстановление металлическим магнием. Температура процесса восстановлени  830-850°С. По окончании процесса восстановлени  реакционную массу подвергали вакуумной сепарации при 1000°С. После отгонки магни  и дихлорида магни  производили выдержку при температуре 1060°С в течение 20 ч. Полученный сплав Ti - 33 мас.% Мо имел структуру /3 -титана. Других фаз обнаружено не было.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  титанового сплава, включающий магниетермическое восстановление смеси тетрахлорида титана и хлоридов легирующих элементов и вакуумную сепарацию реакционной массы при 980- 1000°С, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чистоты и качества сплава за счет фазовой однородности, после вакуумной сепарации осуществл ют выдержку сплава при 1010-1080°С в течение 5-35 ч.