本發(fā)明可涉及鈦合金焊絲、鈦合金制品和可包括超聲檢查該制品的方法，這種制品例如為鑄態(tài)條件下的制品或包括由焊絲形成的鈦基合金焊接部的制品。

背景技術(shù)：

鈦合金在許多關(guān)鍵結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的使用已引起各種檢查方法的開發(fā)和使用。這些方法可被歸類為允許詢問材料內(nèi)部(表面下)的體積方法和允許檢測表面異常的表面方法。這些方法本質(zhì)上是互補的，并且同時使用以在檢測可能損害材料或組件的性質(zhì)的不期望條件時實現(xiàn)高置信度。表面缺陷更常見，但也更易于檢測到，因此不太可能由于表面缺陷引起毀滅性失效。另一方面，內(nèi)部缺陷導(dǎo)致的失效顯然比表面缺陷受到更多關(guān)注。持續(xù)發(fā)現(xiàn)小的內(nèi)部缺陷的能力已改善高性能結(jié)構(gòu)的可靠性，并已導(dǎo)致意外服務(wù)失效的降低。由于能夠被設(shè)計為具有更高的操作應(yīng)力而不增加意外失效的風(fēng)險，這些組件的結(jié)構(gòu)效率也已得到增加。

鈦和鈦合金的超聲檢查是當(dāng)材料被打算用于例如航空航天和能源行業(yè)這種高性能應(yīng)用時所使用的最常見的檢查方法。在該檢查方法中，使用壓電換能器在材料中誘導(dǎo)出超聲波。換能器通過水或其他耦合介質(zhì)被耦合至被檢查的物件。表面下缺陷的檢測是基于一些入射的超聲波從沿其路徑的區(qū)域的反射。每當(dāng)存在對超聲波的傳輸具有不同聲阻抗或阻力的區(qū)域時，就發(fā)生這種反射。在運行期間，換能器發(fā)送波、停止發(fā)送波和等待檢測反射波?？偞嬖趤碜员粰z查物件的前面和后面的反射，這是有助于物理定位沿著超聲路徑的其它反射源的有用長度標(biāo)記。

超聲測試通常要求待檢測物品在超聲檢查下?lián)碛衼碜詨K體材料的高的聲反射表現(xiàn)。這種不同的表現(xiàn)允許超聲檢查技術(shù)肯定地檢測表面下的缺陷和瑕疵。具有大且彈性的各向異性晶粒的材料(例如但不限于鑄鋼錠、鈦合金和鎳合金)通常難以通過超聲測試來評價。至少部分地由于用于超聲檢查的聲波可部分地從晶粒反射出來并被表征為背景“噪聲”，所以帶來了困難。產(chǎn)生的背景噪聲可掩蓋材料中的缺陷，且因此是不期望的。多晶金屬材料體中的聲音散射(也稱為擴散聲波的衰減)可以描述為以下至少一個的函數(shù)：晶粒尺寸、本征材料特性和超聲頻率。使用聚焦超聲束來增強材料的任何瞬時聲穿透體積內(nèi)的缺陷片段是普遍的。這些開發(fā)出的超聲檢查技術(shù)可基于最大信號以及信噪比來識別指示。然而，如果噪聲水平高(粗糙的晶粒材料就是這種情況)，則不可能使用超聲來可靠地檢測內(nèi)部缺陷。

鑄態(tài)條件下的鈦錠在幾毫米至幾厘米的范圍內(nèi)呈現(xiàn)出極其粗糙的晶粒。這些晶粒遵循凝固模式并且是“嘈雜的”，這意味著在超聲檢查期間觀察到頻繁的低振幅反射。在極端情況下，這種噪聲會引起需要滿足檢測要求的檢測靈敏度誤報(falsepositives)或不足。對這種情況最有效的解決方案是對錠進行加工以細化晶粒結(jié)構(gòu)。熱加工(反復(fù)加熱和機械加工)以細化晶粒結(jié)構(gòu)的幾個步驟是實現(xiàn)這一目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)做法。然而，這種加工是非常昂貴和耗時的。諸如坯料的中間產(chǎn)品會慣常地被超聲檢查到，以評估其質(zhì)量是否適合最終加工和最終服務(wù)。這些中間產(chǎn)品是在執(zhí)行超聲檢查之前已經(jīng)經(jīng)歷了上述熱加工的產(chǎn)品。

需要一種改進的方法，其能夠在鑄態(tài)條件下可靠地檢查鈦坯料。該改進的方法應(yīng)當(dāng)允許檢測到具有低噪聲干擾的內(nèi)部缺陷，并且還可以與將坯料制成制品的后續(xù)工藝相兼容。

與超聲檢查有關(guān)的另一領(lǐng)域涉及鈦基合金焊接部和相關(guān)聯(lián)的焊接工藝。在大多數(shù)情況下，焊接部不會在隨后被熱加工以改善如上所述的晶粒結(jié)構(gòu)，并因此基本上保持其原始狀態(tài)成為最終產(chǎn)品的一部分。由于這些焊接部通常包括上述的粗糙晶粒，因此它們不經(jīng)受超聲檢查，且因此成為最終產(chǎn)品的一部分，要么檢查不出這些最終產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷，要么只能通過更難和/或更昂貴的方式檢查出這種效果。因此，本領(lǐng)域需要能夠被超聲檢查的鈦合金焊接部。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一方面，本發(fā)明可提供一種裝置，其包括由鈦基合金和在約0.05至0.20重量百分比范圍內(nèi)的硼形成的焊絲。

在另一方面，本發(fā)明可提供一種裝置，其包括由鈦基合金和約0.05至0.20重量百分比范圍內(nèi)的硼形成的至少一個焊接部。

在另一方面，本發(fā)明可提供一種方法，其包括以下步驟：提供由鈦基合金和在約0.05至0.20重量百分比范圍內(nèi)的硼形成的焊絲；以及由所述焊絲形成至少一個焊接部。

附圖說明

圖1a-1d包括示出了現(xiàn)有技術(shù)的樣品錠和本發(fā)明范圍內(nèi)的樣品錠之間的比較的照片。具體地，圖1a和1b分別是由ti-6al-4v形成的現(xiàn)有8英寸錠的橫截面和縱截面的照片，其示出了其宏觀的晶粒結(jié)構(gòu)。圖1c和1d分別是由ti-6al-4v-0.1b形成的8英寸樣品錠的橫截面和縱截面的照片。

圖2是采樣方法的流程圖。

圖3是焊接機利用用于形成焊接部的微量硼鈦基合金焊絲進行焊接的示意圖，焊接部將兩個零件緊固在一起以形成由兩個焊接件組成的制品。

圖4是電子束增材制造機的示意圖，其使用微量硼鈦基合金焊絲逐層形成疊加焊層的近似形狀制品。

圖5是源自圖4的近似形狀制品的最終形狀制品的透視圖。

圖6是飛機的示意圖，其示出了可通過使用微量硼鈦基合金焊絲的增材制造法形成的各種飛機結(jié)構(gòu)組件。

圖7是沿圖6的線7-7截取的剖視圖，其示出了可通過使用微量硼鈦基合金焊絲的增材制造法形成的各種飛機引擎組件。

圖8是采樣方法的流程圖。

具體實施方式

本文提供的一種方法允許在鑄態(tài)條件下執(zhí)行鈦合金制品的超聲檢查，而不需要依賴于顯著的熱加工步驟。可通過添加范圍在約0.05或0.10至約0.10、0.15或0.20重量百分比的微量硼(b)來增強各種鈦合金，從而細化鑄態(tài)條件下的晶粒結(jié)構(gòu)和晶粒取向，這兩者均使超聲波的干擾最小化且允許以高置信度檢測固有缺陷。以高置信度檢查鑄態(tài)鈦制品的能力結(jié)合由細化的晶粒結(jié)構(gòu)提供的改進的熱加工性能，允許從鑄態(tài)坯料開始制造高質(zhì)量的鈦合金制品而無需顯著的中間加工。

圖1比較了在等離子體電弧爐的惰性氣體氛圍中使用等離子體電弧熔化的主力(workhorse)鈦合金，ti-6al-4v，的8英寸直徑成品錠的縱向和橫向取向的宏觀晶粒結(jié)構(gòu)。如預(yù)期的那樣，常規(guī)ti-6al-4v錠的鑄態(tài)晶粒極度粗糙且遵循隨固化速率產(chǎn)生的宏觀圖案。與之相比，由微量硼添加增強的ti-6al-4v的晶粒結(jié)構(gòu)顯示出細化了大約一個數(shù)量級的巨大的晶粒細化度和明顯更好的宏觀晶粒圖案。

鑄態(tài)ti-6al-4v中極度粗糙的晶粒在超聲檢查中產(chǎn)生顯著的噪聲水平(80％振幅下，57-59db的衰減)，這阻礙了內(nèi)部缺陷的任何有意義的檢測。采用常規(guī)的鍛造坯料參考標(biāo)準(zhǔn)，可成功地超聲檢查由微量硼增強的ti-6al-4v的鑄態(tài)錠材料。用80％振幅下12-16db的衰減來執(zhí)行ti-6al-4v-0.1b鑄態(tài)錠的超聲c掃描，這與鍛造坯料參考標(biāo)準(zhǔn)相比具有相當(dāng)?shù)幕蚋玫捻憫?yīng)度。還使用x射線技術(shù)檢查由微量硼增強的ti-6al-4v鑄錠并確認為無空隙，從而驗證了超聲檢查的結(jié)果。

在將常規(guī)鈦合金從高溫冷卻期間，隨著βti轉(zhuǎn)變?yōu)棣羣i，形成了粗糙的柱狀晶粒和集落體(colony)結(jié)構(gòu)。在αti和母體βti晶粒之間存在晶體關(guān)系。如果在整個晶粒中存在αti的均勻成核，則相鄰的αti顆粒會有不同的晶體取向，并且各自表現(xiàn)為不同的聲散射體。然而，如果在βti晶粒中只存在少量的αti成核位點，則給定區(qū)域中的αti顆粒都以相同的晶體取向生長，并且導(dǎo)致集落體結(jié)構(gòu)。這個集落體成為聲學(xué)體。由于集落體形成在αti晶粒內(nèi)，所以集落體尺寸不會大于βti晶粒尺寸。β鈦晶粒的大小以及集落體結(jié)構(gòu)中αti顆粒的性質(zhì)是影響單相與雙相鈦合金和材料中超聲噪聲和超聲檢查的重要變量。因此，β鈦晶粒的尺寸和集落體結(jié)構(gòu)中αti晶粒的性質(zhì)可能會由于超聲檢查期間產(chǎn)生不期望的噪聲而影響超聲檢查結(jié)果。添加到常規(guī)鈦合金中的微量硼會產(chǎn)生巨大細化的βti晶粒并還影響αti顆粒的取向，這兩者都使材料能夠被以低噪聲水平進行超聲檢查。

由被使用超聲檢查成功檢查的鑄態(tài)錠加工的坯料可以被成功地直接擠壓成結(jié)構(gòu)形狀。由擠出產(chǎn)品展示的拉伸性能列于表1中。鑄態(tài)錠坯料制成的擠出物性能符合常規(guī)鍛造坯料制成的擠出物的最低性能要求。另一方面，沒有微量硼增強的現(xiàn)有鑄態(tài)鈦錠由于不良的熱加工性而顯示出顯著的缺陷和尺寸問題。微量硼增強的鈦鑄態(tài)錠中細化的晶粒結(jié)構(gòu)具有良好的熱加工性，因此這些鑄態(tài)錠可用作制造產(chǎn)品的輸入原料，而不需要昂貴且耗時的熱加工步驟來細化晶粒結(jié)構(gòu)。

表1：

具有直接使用鑄態(tài)輸入原料制成的具有微量硼的ti-6al-4v擠出物的室溫拉伸性能

本發(fā)明適用于各種鈦基合金，例如但不限于cp-ti(商用純度鈦)、ti-64(ti-6al-4v)、ti-17(ti-5al-2sn-2zr-4mo-4cr)、ti-6242(ti-6al-2sn-4zr-2mo)、ti-6242s(ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.1si)、ti-10-2-3(ti-10v-2fe-3al)、ti-6246(ti-6al-2sn-4zr-6mo)、ti-5-2.5(ti-5al-2.5sn)、ti-3-2.5(ti-3al-2.5v)、ti-6-4eli(ti-6al-4v超低間隙)、ti-662(ti-6al-6v-2sn)、β21s(ti-15mo-2.7nb-3al-0.2si)、βc(ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr)和ti-5553(ti-5al-5v-5mo-3cr)中的至少一種。本發(fā)明適于使用超聲波檢查鑄態(tài)鈦制品以檢測缺陷。本發(fā)明能夠使用諸如鍛造、軋制和擠壓的工藝直接將非破壞性檢查的鑄態(tài)鈦輸入材料熱加工為成品鈦制品。

參考圖2的流程圖，本發(fā)明的方法可包括提供鑄態(tài)含微量硼的鈦合金制品(方框1)，超聲檢查鑄態(tài)鈦合金制品(方框2)，將鑄態(tài)鈦合金制品運送給客戶(方框3)，將鑄態(tài)鈦合金制品熱處理成成品鈦合金制品(方框4)，并安裝成品鈦合金制品(方框5)。

提供鑄態(tài)含微量硼的鈦合金制品的步驟通常包括在營業(yè)地點鑄造含微量硼的鈦合金制品或錠以生產(chǎn)鑄態(tài)錠或制品。盡管可以使用各種鑄造方法，但鑄造該錠可以在等離子體電弧爐中實現(xiàn)并且可包括連續(xù)鑄造錠，其可被切割成具有期望長度的片或制品。錠可由具有上述重量百分比的微量硼的幾乎任何鈦合金形成(包括上述鈦基合金)以提供例如cp-ti-0.05-0.20b、ti-6al-4v-0.05-0.20b、ti-5al-2sn-2zr-4mo-4cr-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.1si-0.05-0.20b、ti-10v-2fe-3al-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-6mo-0.05-0.20b、ti-5al-2.5sn-0.05-0.20b、ti-3al-2.5v-0.05-0.20b、ti-6al-4v-0.05-0.20b超低間隙、ti-6al-6v-2sn-0.05-0.20b、ti-15mo-2.7nb-3al-0.2si-0.05-0.20b、ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr-0.05-0.20b和ti-5al-5v-5mo-3cr-0.05-0.20b之一的鑄態(tài)微量硼鈦合金。如上進一步所述，這些合金中硼的重量百分比可以在0.05至0.10、0.15或0.20的范圍內(nèi)。

超聲檢查鑄態(tài)鈦合金制品的步驟通常在鑄造或提供錠或制品之后且在諸如熱加工錠/制品的任何加工之前進行。錠可被切割以除去其一部分，但在超聲檢查之前通常無需進行熱加工(例如鍛造、軋制或擠壓)。超聲檢查通常發(fā)生在營業(yè)地點，并且可能產(chǎn)生已通過檢查和經(jīng)非破壞性檢查的鑄態(tài)鈦合金制品，然后可將其從營業(yè)地點運送到遠離該營業(yè)地點的客戶。然后可以對經(jīng)非破壞性檢查的鑄態(tài)鈦合金制品進行熱加工(例如鍛造、軋制或擠出)以制造成品鈦合金制品。經(jīng)檢查的鑄態(tài)鈦合金制品在熱加工之前不需要運輸，如果需要也是在營業(yè)地點進行運輸。因此，經(jīng)非破壞性檢查的鑄態(tài)鈦合金制品可以在營業(yè)地點進行熱加工，以生產(chǎn)經(jīng)處理或熱加工的鈦合金制品(其可以是成品鈦合金制品)，并且例如然后被運送到遠程位置給客戶。

如果需要，經(jīng)熱加工的(成品)鈦合金制品可然后被安裝在其他部件上或與其他部件組裝，以形成包括該制品的產(chǎn)品。例如，鈦合金制品可以是旋轉(zhuǎn)引擎(可以是飛機引擎)中的旋轉(zhuǎn)零件，由此鈦合金旋轉(zhuǎn)零件被安裝在引擎的其它部件上或與引擎的其它部件組裝，以生產(chǎn)引擎形式的制成產(chǎn)品。該制品可以被配置為飛機零件，例如飛機引擎零件(例如機艙、引擎殼體、旋轉(zhuǎn)壓縮葉片、定子翼型或葉片、燃燒室、旋轉(zhuǎn)渦輪葉片、排氣噴嘴、排氣塞)或者飛機結(jié)構(gòu)或框架零件(例如飛機吊架零件、飛機防熱零件或飛機緊固件)。成品鈦合金制品還可用于能源產(chǎn)業(yè)，例如石油鉆采部件。作為非限制性實例，這些部件可包括鉆管、管殼、油管或管件；海上管道和海底流線；離岸產(chǎn)品、出口品和再注入立管和部件；石油工業(yè)用管材(octg)產(chǎn)品管件和井套管和襯管；離岸深水著陸繩；海上救援繩；海上/海事緊固件和結(jié)構(gòu)部件；井口部件；朱厄爾(welljewelry)或朱厄爾部件(包裝件、安全閥、拋光孔容器)；測井部件和井下工具；和海洋潛水部件，例如用于遠程操作的水下航行器(rov)。成品件還可包括用于軍事或其他用途的武器組件，例如槍筒和例如用于坦克或其他軍用車輛上的穿透保護的裝甲。

因此，該方法允許生產(chǎn)通常注定用于高性能應(yīng)用的制成品的鈦合金制品(例如上述那些)，而不需要制品的用戶或安裝者在熱加工之后或者在對鑄態(tài)錠或制品上進行的原始超聲檢查之后的其它處理之后再對制品進行超聲檢查。因此，該方法允許將經(jīng)超聲檢查和保證的鑄態(tài)微量硼鈦合金制品交付給準(zhǔn)備好將其加工成最終制品的客戶或用戶，由此消除了客戶/用戶為超聲檢查設(shè)備和培訓(xùn)操作這些設(shè)備所投資的資源和時間。

參考圖3，其示出了與焊接機7一起使用的微量硼鈦基合金焊絲6，焊接機7可移動(箭頭a)以焊接焊絲6從而形成焊接部8，焊接部8將第一和第二鈦基合金零件9和10緊固在一起以形成包括兩個焊接的零件9和10以及焊接部8的制品11。因此，標(biāo)準(zhǔn)焊機或焊接機7可通過熔化焊絲6而由焊絲6形成焊接部8，熔化焊絲6形成熔融材料，其被冷卻和固化以形成焊接部8。該熔融材料和所得到的焊接部8可具有與焊絲6基本相同的化學(xué)組成，或者可具有是焊絲6的化學(xué)組成和形成零件9和10的鈦基合金的化學(xué)組成的結(jié)合的化學(xué)組成。

焊絲6可由包括0.05-0.20重量百分比的硼的任何鈦基合金形成。硼的量可以在0.05或0.10至0.10、0.15或0.20的范圍內(nèi)。這種微量硼鈦基合金可包括例如cp-ti-0.05-0.20b、ti-6al-4v-0.05-0.20b、ti-5al-2sn-2zr-4mo-4cr-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.1si-0.05-0.20b、ti-10v-2fe-3al-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-6mo-0.05-0.20b、ti-5al-2.5sn-0.05-0.20b、ti-3al-2.5v-0.05-0.20b、ti-6al-4v-0.05-0.20b超低間隙、ti-6al-6v-2sn-0.05-0.20b、ti-15mo-2.7nb-3al-0.2si-0.05-0.20b、ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr-0.05-0.20b和ti-5al-5v-5mo-3cr-0.05-0.20b。

零件9和10中的每一個可由任何鈦基合金形成，該鈦基合金可包括或可不包括0.05至0.20重量百分比的微量硼。因此，例如，零件9和10中的每一個可由cp-ti、ti-6al-4v、ti-5al-2sn-2zr-4mo-4cr、ti-6al-2sn-4zr-2mo、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.1si、ti-10v-2fe-3al、ti-6al-2sn-4zr-6mo、ti-5al-2.5sn、ti-3al-2.5v、ti-6al-4v超低間隙、ti-6al-6v-2sn、ti-15mo-2.7nb-3al-0.2si、ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr、ti-5al-5v-5mo-3cr、cp-ti-0.05-0.20b、ti-6al-4v-0.05-0.20b、ti-5al-2sn-2zr-4mo-4cr-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.1si-0.05-0.20b、ti-10v-2fe-3al-0.05-0.20b、ti-6al-2sn-4zr-6mo-0.05-0.20b、ti-5al-2.5sn-0.05-0.20b、ti-3al-2.5v-0.05-0.20b、ti-6al-4v-0.05-0.20b超低間隙、ti-6al-6v-2sn-0.05-0.20b、ti-15mo-2.7nb-3al-0.2si-0.05-0.20b、ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr-0.05-0.20b和ti-5al-5v-5mo-3cr-0.05-0.20b中的一者形成。零件9和10可由相同的鈦基合金或不同的鈦基合金形成。零件9和10中的每一個也可以是與形成焊接部8的鈦基合金相同或不同的鈦基合金。

現(xiàn)在參考圖4，示出了與電子束(eb)增材制造機一起使用的微量硼鈦基合金焊絲6，該電子束(eb)增材制造機包括電子束槍12，電子束槍12用于以特定方式焊接以形成細長焊接部或焊層8a-8i，以形成包括焊接部或焊層8a-8i的近似形狀微量硼鈦基合金制品13。圖4還示出了限定內(nèi)部室15的室或室壁14，內(nèi)部室15中設(shè)置有增材制造機/槍12、焊層8a-8i和制品13。內(nèi)部室在適于使用電子束槍12的增材制造工藝中處于高真空下。這種電子束增材制造系統(tǒng)由伊利諾斯州芝加哥市的sciaky工公司生產(chǎn)和操作。

廣泛地說，增材制造機是計算機控制的(通常通過計算機數(shù)字控制或cnc)以逐層方式依次形成焊層8a-i，從而建立諸如制品13的最終制品。eb槍沿著計算機控制的焊接路徑移動，焊絲沿著槍移動并連續(xù)地進給至槍的熔融點以產(chǎn)生細長焊接部或焊層。因此，機器首先產(chǎn)生焊接部8a(例如當(dāng)焊槍和焊絲沿著第一方向移動時)，且然后產(chǎn)生疊加在焊接部8a上的焊接部8b(例如當(dāng)槍和焊絲沿第二相反方向移動時(盡管方向可能相同))。在一種情況下，槍來回移動(箭頭b)，每次通過時變得更高(箭頭c)，使得槍每次通過時留下焊接部，以便將每個隨后的焊接部或焊層留在或焊接到緊接之前的焊接部或焊層上。在另一種情況下，槍12可以以循環(huán)的方式移動。例如，槍12可沿基本圓形的路徑移動，同時連續(xù)地熔化線6以產(chǎn)生基本圓形的焊層，且然后沿著接下來的基本圓形路徑繼續(xù)，以產(chǎn)生分別疊加在和緊固至緊鄰的前一層和/或其它焊層的附加的基本圓形的焊層。這種情況可產(chǎn)生具有圓柱形或圓錐形或其他形狀的制品。類似地，槍12可沿著重復(fù)的橢圓形路徑或矩形路徑或方形路徑或八邊形路徑或任何種類的多邊形狀路徑或其他類型的路徑移動。應(yīng)當(dāng)理解，制品13僅代表可通過增材制造產(chǎn)生的制品類型的無限數(shù)量的構(gòu)型中的一種。簡言之，制品13或由該方法形成的任何其它制品通常由諸如彼此疊置的8a-i的多個焊接部或焊層制成，每個焊接部或焊層被焊接/固定到一個或更多個的焊接部或焊層。

為了在eb增材制造工藝(或其他工藝)中使用，焊絲6可以是一種特殊的化學(xué)鈦合金焊絲，其被配制為滿足可能與焊絲本身的初始化學(xué)性質(zhì)不同的最終化學(xué)規(guī)格。例如，如上所述，eb增材制造需要高真空度以使用eb槍。由于這種高真空度和在這種高真空度下特定元素的揮發(fā)，包括諸如鋁的特定元素(相對較易揮發(fā)的)的焊絲被特別配置為具有較高重量百分數(shù)的特定元素。因此，為了在這種情況下產(chǎn)生具有給定的最終合金組分的焊接部或焊層，焊絲具有的初始組分中特定元素具有增加的百分比。雖然增加的量將根據(jù)所討論的具體合金和其它因素而變化，但是包括鋁的焊絲可以具有例如0.5-1.0、1.5或2.0重量百分比的鋁的重量百分比，該百分比比通過增材制造工藝或其他高真空工藝由焊絲產(chǎn)生的焊接部或焊層的期望的最終組分更多。

因此，例如，為了在諸如eb增材制造的高真空環(huán)境中生產(chǎn)諸如8a-8i的焊接部/焊層，其中焊接部/焊層具有的組分為ti-6al-4v-(0.05-0.2)b、ti-5al-2sn-2zr-4mo-4cr-(0.05-0.2)b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-(0.05-0.2)b、ti-6al-2sn-4zr-2mo-0.1si-(0.05-0.2)b、ti-10v-2fe-3al-(0.05-0.2)b、ti-6al-2sn-4zr-6mo-(0.05-0.2)b、ti-5al-2.5sn-(0.05-0.2)b、ti-3al-2.5v-(0.05-0.2)b、ti-6al-4v-(0.05-0.2)b超低間隙、ti-6al-6v-2sn-(0.05-0.2)b、ti-15mo-2.7nb-3al-0.2si-(0.05-0.2)b、ti-3al-8v-6cr-4mo-4zr-(0.05-0.2)b或ti-5al-5v-5mo-3cr-(0.05-0.2)b，焊絲可分別具有的初始組分為ti-(6.5-8)al-4v-(0.05-0.2)b、ti-(5.5-7)al-2sn-2zr-4mo-4cr-(0.05-0.2)b、ti-(6.5-8)al-2sn-4zr-2mo-(0.05-0.2)b、ti-(6.5-8)al-2sn-4zr-2mo-0.1si-(0.05-0.2)b、ti-10v-2fe-(3.5-5)al-(0.05-0.2)b、ti-(6.5-8)al-2sn-4zr-6mo-(0.05-0.2)b、ti-(5.5-7)al-2.5sn-(0.05-0.2)b、ti-(3.5-5)al-2.5v-(0.05-0.2)b、ti-(6.5-8)al-4v-(0.05-0.2)b超低間隙、ti-(6.5-8)al-6v-2sn-(0.05-0.2)b、ti-15mo-2.7nb-(3.5-5)al-0.2si-(0.05-0.2)b、ti-(3.5-5)al-8v-6cr-4mo-4zr-(0.05-0.2)b或ti-(5.5-7)al-5v-5mo-3cr-(0.05-0.2)b。

上述的標(biāo)準(zhǔn)焊機和eb槍用于從焊絲6形成各種焊接部8。應(yīng)當(dāng)理解，無論是處在例如標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境大氣溫度和氣壓的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中、在高或低真空氛圍中、還是在惰性氣體氛圍等中，都可以使用本領(lǐng)域已知的任何合適的熱源以及能夠使用焊絲6的任何合適的焊機由線6產(chǎn)生焊接部。

圖5示出了從近似形狀制品13產(chǎn)生最終形狀制品16?？梢酝ㄟ^任何合適的方法加工制品13以生產(chǎn)制品16。例如，這種加工可以在諸如cnc裝置的計算機的控制下。在所示的情況下，制品13已被加工以去除焊接部8a-8i的端部和邊緣，以提供制品16的上曲面和平坦的垂直側(cè)表面，其也示出了在其中形成有孔。

如上所述，可通過增材制造形成無限數(shù)量的形狀。提供圖6-7以示出可使用增材制造工藝中的微量硼鈦基合金焊接部或焊層(例如8a-i)由微量硼鈦基合金焊絲6形成的一些部件。這些和其他部件可整體由這樣的焊接部或焊層形成，或者這些部件的一部分可由這樣的焊接部或焊層形成。

參考圖6，飛機21被示出具有機身22、左右機翼24、和通過相應(yīng)的塔架28安裝在飛機機翼24上的燃氣渦輪引擎26。飛機21還包括尾部組件或尾翼，其包括垂直穩(wěn)定器30以及左右水平穩(wěn)定器32。翼片34和副翼36分別安裝在機翼24上。方向舵38安裝在垂直穩(wěn)定器30上，且升降機40分別安裝在水平穩(wěn)定器32上。機身22包括機身蒙皮附接其上的多個環(huán)形成形器(former)42和尾翼附近的隔離壁44。隔離壁44是可以位于飛機中的各個位置處的各種類型的隔離壁的示例。飛機21包括多個肋46和梁48。例如，肋46可以包括翼肋46a、襟肋(flapribs)46b、副肋46c、垂直穩(wěn)定肋46d、舵肋46e、水平穩(wěn)定器肋46f和升降機肋46g。梁48可例如包括翼梁48a、襟梁48b、副梁48c、垂直穩(wěn)定器梁48d、舵梁48e、水平穩(wěn)定器梁48f和升降機梁48g。

圖7示出了在樣品飛機21中，塔架28被固定至機翼24并從機翼向下并向前延伸，飛機引擎26固定到塔架28并從塔架28向下延伸。更具體地，塔架28具有前部27和后部或尾部29以使得后部29的頂部固定到機翼24的底部，并且前部27的底部固定到引擎26的頂部。引擎26可以包括：引擎艙54，其前端限定進氣口56；引擎殼體58；壓縮機部分60，其可包括具有低壓旋轉(zhuǎn)壓縮機葉片64的低壓壓縮機62和具有高壓旋轉(zhuǎn)壓縮機葉片68的高壓壓縮機66、靜態(tài)或定子螺旋槳或葉片70；燃燒室72；渦輪機部分74，可包括具有旋轉(zhuǎn)渦輪機葉片78的渦輪機76；包括排氣噴嘴或噴嘴組件80以及排氣塞82的排氣系統(tǒng)。葉片70可在壓縮機部分60和/或渦輪機部分74中。后塔架28包括各種后塔架部件，其包括沿著塔架28的底部的隔熱罩84。美國專利us7,943,227中公開了由84所示的代表隔熱罩類型的一種隔熱罩，其通過引用并入本文。在美國專利申請公開2011/0155847中還公開了另一種這種隔熱罩，也稱為后塔架整流罩，其也通過引用并入本文。

增材制造可用于由線6形成諸如飛機部件的制品，包括飛機引擎組件和非引擎組件。盡管不是詳盡的清單，但這種飛機部件可包括成形器(如成形器42)、隔離壁(如隔離壁44)、肋(如肋46)、梁(如梁48)、塔架(如塔架28)、引擎艙(如引擎艙54)、引擎殼體(如殼體58)、葉片(如葉片70)、排氣噴嘴(如噴嘴80)、排氣塞(如排氣塞82)以及隔熱罩(如隔熱罩84)。飛機部件和其它類型的部件也可使用線6通過將零件焊接在一起的方式形成，如上文關(guān)于鈦基合金零件9和11所討論的，由此這樣的部件因此包括零件9和11以及焊接部8。

圖8示出了可包括以下步驟的基本方法：提供微量硼鈦基合金焊絲6(方框86)，由焊絲產(chǎn)生一個或多個焊接部(例如焊接部8)(方框88)，以及超聲檢查一個或多個焊接部以確定該一個或多個焊接部是否具有內(nèi)部缺陷(方框90)。焊接部可以如上面更詳細地討論的那樣形成。超聲檢查(方框90)可包括超聲檢查制品或部件，其中該制品或部件包括焊接部或基本完全由焊接部制成的制品或部件。超聲檢查還可以包括超聲檢查制品或部件，其中該制品或部件包括通過焊接部彼此緊固的焊接部和鈦基合金部件，由此焊接部和零件被超聲檢查。

一種方法可以包括圖2和圖8所示的部分或全部步驟。因此，例如，可以在例如鍛造、軋制或擠壓之類的任何熱加工之前，對鑄態(tài)微量硼鈦合金制品進行超聲檢查并運送至客戶。然后，客戶可進行這樣的熱加工，并且還可以使用一個或多個這種鑄態(tài)制品和焊絲6進行焊接，從而形成另一個制品或部件，該另一個制品或部件包括由鑄態(tài)制品形成的零件和由線6形成并連接零件的一個或多個焊接部。然后可在例如飛機或其他產(chǎn)品上超聲檢查和安裝包括焊接部的焊接部或制品或部件。

在前面的描述中，為了簡潔、清晰和理解已經(jīng)使用了某些術(shù)語。除了現(xiàn)有技術(shù)的要求之外，不需要暗示不必要的限制，因為這些術(shù)語用于描述目的并且旨在被廣泛地解釋。

此外，本發(fā)明的描述和說明是示例的，并且本發(fā)明不限于所示出或描述的確切細節(jié)。