專利名稱：：一種高強度高韌性鈦合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鈦合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是一種同時具有高強度高韌性鈦合金。技術(shù)背景由于鈦金屬密度小，比強度高，彈性模量低，耐腐蝕性能好等多種優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用航空、海洋、化工、醫(yī)療、裝飾及體育用品等多種行業(yè)。Ti-6A1-4V作為一種a+.P兩相中強度合金，更是被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)中去，但在實際應(yīng)用過程中，由于Ti-6A1-4V強度較高，在退火狀態(tài)下，某些行業(yè)既要求Ti-6A1-4V在高強度環(huán)境下工作，同時又要求Ti-6A1-4V具有良好的韌性。高強度與良好的韌性本身就是矛盾，在保證高強度的同時，韌性很難穩(wěn)定，這在實際生產(chǎn)過程中及在行業(yè)應(yīng)用中有明顯表現(xiàn)。例如高爾夫球頭對打擊球面的強度、塑性及韌性要求都很高，目前在國內(nèi)生產(chǎn)的Ti-6Al-4V材料，抗拉強度》1000Mpa，特別高于1100Mpa時，鈦合金延伸率很難達到15%，并且不穩(wěn)定。在國內(nèi)其他行業(yè)中也有對Ti-6A1-4V強度及韌性的要求，包括穩(wěn)定性，但均未能解決。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種既具有高強度又具有優(yōu)良延伸率的高強度高韌性鈦合金。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括以下的組份和重量百分比金屬鋁5.5-6.8%,金屬釩3.5-4.5%,金屬鋯0.3-1%，雜質(zhì)《1%，余量為金屬鈦。本發(fā)明還包括如下所述優(yōu)選的組份和重量百分比金屬鋁5.8-6.5%，金屬釩3.7-4.3%,金屬鋯0.3-0.5%，雜質(zhì)《1%，余量為金屬鈦。本發(fā)明是在不影響強度的同時，又可以保證延伸率^14%，我們經(jīng)過大量實驗，最終采取加鋯(Zr)的方式。之所以選擇鋯的原因，是由于鋯屬于鈦的同族元素，原子半徑與鈦相差不多，與鈦可以形成a和e連續(xù)固溶體，對于鈦材本身的金相組織，晶粒晶格結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生任何影響，并且有著細化晶粒，提高塑性及韌性作用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明由于選擇與鈦形成a和^連續(xù)固溶體的Zr，具有良好的晶粒細化組織，因此在不影響抗拉強度的同時，大大提高本發(fā)明鈦合金的塑性及韌性。2、抗拉強度980-1180Mpa，延伸率14-25%，比Ti-6Al-4V延伸率高出50%以上，具有良好機械性能及加工成型性能。3、本發(fā)明具有應(yīng)用范圍廣，使用壽命長等特點，可以生產(chǎn)板、棒、絲、線、管、鍛件、鑄件等各種冶金產(chǎn)品?？稍诤娇蘸教臁⒋爸圃?、石化、冶金、體育、醫(yī)療、建筑等多種領(lǐng)域中得到應(yīng)用。下面將通過實例對發(fā)明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。，具體實施方式實施例1:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)89.6千克，鋁(A1)6千克，釩(V)4千克，鋯(Zr)0.4千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-115(TC幵坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例2:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)89.9千克，鋁(Al)5.5千克，釩(V)4.3千克，鋯(Zr)0.3千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-1150r開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例3:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)88.2千克，鋁(Al)6.8千克，釩(V)4千克，鋯(Zr)l千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-115(TC開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例4:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)89.4千克，鋁(Al)5.8千克，釩(V)4.5千克，鋯(Zr)0.3千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-1150。C開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例5:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)89.3千克，鋁(Al)6.5千克，釩(V)3.7千克，鋯(Zr)0.5千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-1150。C開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例6:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)88.5千克，鋁(Al)6.8千克，釩(V)3.7千克，鋯(Zr)l千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-U5(TC開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例7:以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)89.5千克，鋁(Al)6.5千克，釩(V)3.5千克，鋯(Zr)0.5千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-1150。C開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。實施例8:'以海綿鈦、純鋯粉、純鋁、鋁釩合金為原料配制合金料，各組分的設(shè)計質(zhì)量分別為海綿鈦及雜質(zhì)89.2千克，鋁(Al)6.3千克，釩(V)4.1千克，鋯(Zr)0.4千克，壓制電極后進行二次真空電弧自耗熔煉，鑄錠1050-1150。C開坯，850-95(TC加工成合金板，總變動量控制在75-95%之間。上述加工工藝按現(xiàn)有技術(shù)的方法進行即可。高爾夫球頭材料力學(xué)性能及炮擊試驗對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>驗是以球速4次/秒為底線，速度按6次/秒、8次/秒……遞增，至炮擊2000次不破裂為準(zhǔn)，但各生產(chǎn)廠家都希望炮擊能有更大的突破以實現(xiàn)高端產(chǎn)品的使用，那么本發(fā)明鈦合金材料在高爾夫球頭炮擊試驗中，按以上試驗進行，以達到炮擊次數(shù)6000次以上表面無裂紋，達到了鈦合金材料在具有高強度的同時，又具有很高的韌性及塑性。相信這種高強度、高韌性鈦合金材料在其他行業(yè)中也將有廣泛的應(yīng)用。權(quán)利要求1、一種高強度高韌性鈦合金，它包括以下的組份和重量百分比金屬鋁5.5-6.8％，金屬釩3.5-4.5％，金屬鋯0.3-1％，雜質(zhì)≤1％，余量為金屬鈦。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高韌性鈦合金，其特征是所述的組份和重量百分比金屬鋁5.8-6.5%，金屬釩3.7-4.3%，金屬鋯0.3-0.5%,雜質(zhì)《1%，余量為金屬鈦。全文摘要一種高強度高韌性鈦合金，它包括以金屬鈦為主成分，再加入少量的金屬鋁，金屬釩，金屬鋯，雜質(zhì)≤1％，。本發(fā)明由于選擇與鈦形成α和β連續(xù)固溶體的鋯，具有良好的晶粒細化組織，因此在不影響抗拉強度的同時，大大提高本發(fā)明的塑性及韌性?？估瓘姸仍?80-1180MPa，延伸率在14-25％，比Ti-6Al-4V延伸率高出50％以上，具有良好機械性能及加工成型性能。本發(fā)明具有應(yīng)用范圍廣，使用壽命長等特點，可以生產(chǎn)板、棒、絲、線、管、鍛件、鑄件等各種冶金產(chǎn)品可在航空航天、船舶制造、石化、冶金、體育、醫(yī)療、建筑等多種領(lǐng)域中得到應(yīng)用。文檔編號C22C14/00GK101148718SQ200610047769公開日2008年3月26日申請日期2006年9月18日優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日發(fā)明者軍張,韓光旭申請人:遼寧峰閣鈦業(yè)有限公司