專利名稱：一種緊固件用鈦合金的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種P鈦合金，特別是涉及一種航空航天緊固件用鈦合金。
背景技術：
通常情況下，提高鈦合金強度將帶來塑性性能損失。目前，緊固件用
鈦合金的強度一般在1100MPa的水平，如TB3時效狀態(tài)下cyb=1100Mpa; S5=10%; ￥=30%。 Ti-15-3合金是性能優(yōu)良的P鈦合金，具有良好的冷加 工性能，作為板、棒、絲材應用于各個領域，但要達到高強度(> 1250MPa )， 其塑性則達不到使用要求。為了獲得強度更高，而又能夠保證良好塑性的 新合金，美國TIMET公司研究了 773/￡7^1125合金，其拉伸強度達到 1586Mpa，但延伸率只有7%。日本人在研究Ti-16V-4Sn-3Al-3Nb合金時 表明合金元素Nb可有效的改善合金的塑性，但該合金只達到中等強度水 平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有高強度而又塑性 良好的緊固件用鈦合金。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術方案是 一種緊固件用鈦合金， 其特征在于其合金成分的重量百分比組成為
V 14%-16%， Cr 2.5%-3.5%, Al 2.5%-3.5%, Sn2.5%-3.5%, Nb 0.5%-5%， Zr0.5%-5%， TaO.1%-1.5%,余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明緊固件用鈦合金的制備過程是采用中間合金Al-V, Ti-Sn， Nb-Ti,電解Cr, Al條，鉭粉，海綿鋯和海綿鈦按設計成分在油壓機上壓 制成塊狀電極，并將數(shù)塊電極釆用等離子焊接組焊成長條狀電極，然后在 真空自耗電弧爐中進行2~3次熔煉，將熔煉好的鑄錠加熱至1150X:進行鍛 造加工，最終制成各種規(guī)格的棒材。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明所制備的合金棒材和板 材具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異，室溫拉伸性能cib >1250MPa, S5>10%， Y>30%,可以在350。C下長期使用。該合金在 最佳熱處理下其抗拉強度達到1250Mpa以上，延伸率達到13%以上，面 縮率達到36%以上。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1
制備Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-4.8Nb-4.8Zr-1.5Ta合金。采用中間合金 Al-V， Ti-Sn， Nb-Ti,電解Cr， Al條、Ta粉，海綿鋯和海綿鈦按設計成 分在油壓機上壓制成塊狀電極，并將數(shù)塊電極采用等離子焊接組焊成長條 狀電極，然后在真空自耗電弧爐中進行2 3次熔煉，將熔煉好的鑄錠加熱 至iioox:進行鍛造加工，最終制成各種規(guī)格的棒材。其棒材合金的重量百 分比成分為V: 15%， Cr: 3%, Al: 3%， Sn: 3%, Nb: 4.8%， Zr: 4.8%， Ta: 1.5%,其余為Ti和不可避免的雜質(zhì)。所制備的合金棒材相應 的熱處理制度下具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異。其810 。C/30min.AC固溶處理室溫拉伸性能a b^852MPa，S^22%，(^60%, 810 C /30min.AC+530 X: /10h.AC固溶時效處理室溫拉伸性能cj b^1265MPa，fel4%，q^40%。
實施例2
制備Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-2.4Nb-2.4Zr-l.lTa合金。釆用中間合金 Al-V， Ti-Sn， Nb-Ti，電解Cr， Al條、Ta粉，海綿鋯和海綿鈦按設計成 分在油壓機上壓制成塊狀電極，并將數(shù)塊電極釆用等離子焊接組焊成長條 狀電極，然后在真空自耗電弧爐中進行2 3次熔煉，將熔煉好的鑄錠加熱 至11001C進行鍛造加工，最終制成各種規(guī)格的棒材。其棒材合金的重量百 分比成分為V: 15%, Cr: 3%， Al: 3%， Sn: 3%, Nb: 2.4%, Zr: 2.5%, Ta: 1.1。/。，其余為Ti和不可避免的雜質(zhì)。所制備的合金棒材相應 的熱處理制度下具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異。其800 °C/30min.AC固溶處理室溫拉伸性能cj b>823MPa，fe22%，(^61%, 800 X: /30min.AC+510 X: /10h.AC固溶時效處理室溫拉伸性能cr
b2l274MPa，52l3%，(p236% 。 實施例3
制備Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-2.4Nb-2.5Zr-0.5Ta合金。釆用中間合金 Al-V， Ti-Sn, Nb-Ti,電解Cr, Al條、Ta粉，海綿鋯和海綿鈦按設計成 分在油壓機上壓制成塊狀電極，并將數(shù)塊電極釆用等離子焊接組焊成長條 狀電極，然后在真空自耗電弧爐中進行2 3次熔煉，將熔煉好的鑄錠加熱 至1100'C進行鍛造加工，最終制成各種規(guī)格的棒材。其棒材合金的重量百 分比成分為V: 15%， Cr: 3%, Al: 3%， Sn: 3%, Nb: 2.4%， Zr: 2.5%, Ta: 0.5%,其余為Ti和不可避免的雜質(zhì)。所制備的合金棒材相應 的熱處理制度下具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異。其790 °C/30min.AC固溶處理室溫拉伸性能a b^805MPa，fe24%，((^65%， 7卯 X: /30min.AC+500匸/10h.AC固溶時效處理室溫拉伸性能ct t^l293MPa，S2l2%，(p234%。
實施例4
制備Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-l.5Nb-l.lZr-0.3Ta合金。釆用中間合金 Al-V， Ti-Sn， Nb-Ti,電解Cr， Al條、Ta粉，海綿鋯和海綿鈦按設計成 分在油壓機上壓制成塊狀電極，并將數(shù)塊電極釆用等離子焊接組焊成長條 狀電極，然后在真空自耗電弧爐中進行2 3次熔煉，將熔煉好的鑄錠加熱 至iioox:進行鍛造加工，最終制成各種規(guī)格的棒材。其棒材合金的重量百 分比成分為V: 15%， Cr: 3%, Al: 3%， Sn: 3%, Nb: 1.5%, Zr: 1.1%, Ta: 0.3%,其余為Ti和不可避免的雜質(zhì)。所制備的合金棒材相應 的熱處理制度下具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異。其800 X:/30min.AC固溶處理室溫拉伸性能ct b^810MPa，fe25%，q^66%, 800 °C /30min.AC+490 C /10h.AC固溶時效處理室溫拉伸性能a b21310MPa，S2ll%，(p233%。
實施例5
制備Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-0.5Nb-0.5Zr-0.1Ta合金。釆用中間合金 Al-V, Ti-Sn， Nb-Ti,電解Cr, Al條、Ta粉，海綿鋯和海綿鈦按設計成 分在油壓機上壓制成塊狀電極，并將數(shù)塊電極釆用等離子焊接組焊成長條 狀電極，然后在真空自耗電弧爐中進行2 3次熔煉，將熔煉好的鑄錠加熱
至u5ox:進行鍛造加工，最終制成各種規(guī)格的棒材。其棒材合金的重量百
分比成分為V: 15%, Cr: 3%, AI: 3%, Sn: 3%, Nb: 2.1%， Zr: 2.2%， Ta: 0.1%,其余為Ti和不可避免的雜質(zhì)。所制備的合金棒材相應 的熱處理制度下具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異。其810 °C/30min.AC固溶處理室溫拉伸性能cj b2805MPa，fe22%，((^60°/o, 810 匸/30min.AC+480 /10h.AC固溶時效處理室溫拉伸性能a b>1345MPa，felO%，(p231%。
權利要求
1、一種緊固件用鈦合金，其特征在于其合金成分的重量百分比組成為V 14％-16％，Cr 2.5％-3.5％，Al 2.5％-3.5％，Sn 2.5％-3.5％，Nb0.5％-5％，Zr 0.5％-5％，Ta 0.1％-1.5％，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種緊固件用鈦合金，該合金按重量百分比組成為V14～16％，Cr 2.5～3.5％，Al 2.5～3.5％，Sn 2.5～3.5％，Nb 0.5～5％，Zr 0.5～5％，Ta 0.1％-1.5％，余量為鈦及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明所制備的合金棒材和板材具有良好的綜合性能，尤其是強度和塑性匹配優(yōu)異，室溫拉伸性能σ_b≥1250MPa，δ₅≥10％，Ψ≥30％，可以在350℃下長期使用；該合金在最佳熱處理下其抗拉強度達到1250MPa以上，延伸率達到13％以上，面縮率達到36％以上。
文檔編號C22C14/00GK101182609SQ20071018854
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權日2007年12月10日
發(fā)明者楊海瑛, 趙永慶 申請人:西北有色金屬研究院