專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種析出硬化型鈦合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種合金材料，具體涉及一種用于航天與國(guó)防、生物醫(yī)療、民生、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域的析出硬化型鈦合金材料。
背景技術(shù)：
：鈦合金由于它的強(qiáng)度高、密度小，機(jī)械性、韌性和抗蝕性都較好，是目前市場(chǎng)需求的高耐蝕性及高強(qiáng)度材料的首選，一般以Ti-6A1-4V(a+|3)可析出硬化型鈦合金材料為主。Ti-6A1-4V雖具有低廉價(jià)格的優(yōu)點(diǎn)，但其熱處理后機(jī)械性質(zhì)較差(見(jiàn)表一)；若需優(yōu)良機(jī)械性質(zhì)，則需選擇SP700(見(jiàn)表一)等其它價(jià)格較高的(a+p)可析出硬化型鈦合金。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>注lkgf/mm2=9.8MPa因此，研制一種既具有高耐腐蝕性、高強(qiáng)度以及高韌性的特點(diǎn)，并且價(jià)格較低的鈦合金便成為本發(fā)明所要研究的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種析出硬化型鈦合金，不僅具備耐腐蝕性高、強(qiáng)度高以及韌性高的特點(diǎn)，并且價(jià)格較低。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種析出硬化型鈦合金，該合金材料的組份及含量如下鋁4.5~5.5重量％;錫0.7-1.2重量％;鉻0.71.2重量％;鐵0.7~1.2重量％;,友0.0001~0.1重量％;氧0.0001-0.18重量％;氮0.0001~0.05重量％;氫0.0001~0.02重量％;鈦余量。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述鈦合金屬于(a+卩)可析出強(qiáng)化型鈥合金，理論密度約為4.46g/cm3，相轉(zhuǎn)變點(diǎn)約為910°C940°C。2、上述方案中，所述鈦合金經(jīng)退火處理后硬度為HRC2832。所述鈦合金經(jīng)固溶處理后，再經(jīng)時(shí)效析出處理硬度為HRC38~42，抗拉強(qiáng)度大于1060MPa,延伸率大于9%。這里所述的固溶處理是指將鈦合金材料升溫到固溶線以上的單相區(qū)，恒溫保持一段時(shí)間，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。固溶處理的目的主要是改善鋼和合金的塑性和韋刃性，為沉淀硬化處理作好準(zhǔn)備等。這里所述的時(shí)效析出處理是指鈦合金經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造、鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持，其性能，形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。時(shí)效處理的目的，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機(jī)械性能等。3、上述方案中，所述鈦合金由固溶處理的溫度高低與保溫時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)調(diào)整所述鈥合金內(nèi)卩相與a相的比例。因?yàn)樵诒景l(fā)明鈥合金中理論上只有三種金相組織形式，a相、ci+卩相、p相三種，其中，(3相與a相的比例可由固溶處理溫度的高低與保溫時(shí)間長(zhǎng)短的控制來(lái)調(diào)整。本發(fā)明的原理及優(yōu)點(diǎn)為本發(fā)明的鈥合金材料采用二道次VAR(真空電弧爐)精煉制程而得。制程中可脫除鈦合金材中大部分氧(0)氮(N)氫(H)碳(C)等不純物質(zhì)，提高鈦合金材純凈度、耐蝕性與機(jī)械性質(zhì)。本發(fā)明鈥合金材料由于鐵(Fe)的含量達(dá)到0.7~1.2重量％，故可有效強(qiáng)化鈦合金的強(qiáng)度；搭配以適當(dāng)?shù)腻a(Sn)含量0.71.2重量。/。，可增加鈦材料合金化的延伸性；因鉻(Cr)含量控制于0.71.2重量％,可使鈥合金在相轉(zhuǎn)變時(shí)更加穩(wěn)定。附圖1為本發(fā)明鈦合金材料的金相組織圖；附圖2為T(mén)i-6A1-4V鈦合金材料的金相組織圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一種析出硬化型鈦合金，該合金材料的組份及含量如下:鋁4.55.5重量％;錫0.7~1.2重量％;鉻0.7~1.2重量％;鐵0.71.2重量％;碳0.0001—0.1重量％;氧0.0001—0.18重量％;氮0.0001~0.05重量％;氫0.0001—0.02重量％;鈦余量。本發(fā)明鈥合金于退火狀態(tài)下硬度為HRC2832,經(jīng)固溶處理+時(shí)效析出處理后硬度為HRC38~42,抗拉強(qiáng)度大于1097MPa,延伸率大于9%。本發(fā)明鈦合金由固溶處理的溫度高低與保溫時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)調(diào)整所述鈦合金內(nèi)卩相與a相的比例。本發(fā)明主要目的在于提供一種具有超高強(qiáng)度高韌性的鈦合金，根據(jù)上述目的，本發(fā)明合金材料經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后所求得較佳成分如表二所示。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>單位重量％再如表三所示，本發(fā)明鈦合金材料的強(qiáng)度、硬度、延伸率，皆?xún)?yōu)于Ti-6A1-4V鈥合金。比較其金相組織發(fā)現(xiàn)，本鈥合金材料(圖一)屬于細(xì)微P組織+少量a組織；而Ti-6A1-4V鈦合金(圖二)呈現(xiàn)較粗大的(3組織+大量oc組織，因而降低了Ti-6A1-4V鈦合金的機(jī)械性質(zhì)。表三<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明鈦合金29>95>卯>14固溶+53(TC時(shí)效Ti誦6Al-4V37>105>96>7本發(fā)明鈦合金40>112〉103>9注lkgf/mm2=9.8MPa發(fā)明人綜合各項(xiàng)測(cè)試歸納出本發(fā)明鈦合金材具有以下優(yōu)點(diǎn):1、抗拉強(qiáng)度優(yōu)于Ti-6A1-4V鈦合金6%;2、降伏強(qiáng)度優(yōu)于Ti-6Al-4V鈦合金7。/o;3、延伸率高出Ti-6A1-4V鈦合金2%,且熱處理硬度才喿控優(yōu)于Ti-6A1-4V鈦合金；4、應(yīng)用本發(fā)明鈦合金材料所制作出的產(chǎn)品，其機(jī)械性質(zhì)均優(yōu)于Ti-6A1-4V鈦合金。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種析出硬化型鈦合金，其特征在于該合金材料的組份及含量如下鋁4.5～5.5重量％；錫0.7～1.2重量％；鉻0.7～1.2重量％；鐵0.7～1.2重量％；碳0.0001～0.1重量％；氧0.0001～0.18重量％；氮0.0001～0.05重量％；氫0.0001～0.02重量％；鈦余量。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的析出硬化型鈦合金，其特征在于所述鈥合金經(jīng)退火處理后硬度為HRC2832。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的析出硬化型鈦合金，其特征在于所述鈦合金經(jīng)固溶處理后，再經(jīng)時(shí)效析出處理硬度為HRC3842,抗拉強(qiáng)度大于1097MPa,延伸率大于9%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的析出硬化型鈦合金，其特征在于所述鈥合金由固溶處理的溫度高低與保溫時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)調(diào)整所述鈦合金內(nèi)(3相與a相的比例。全文摘要一種析出硬化型鈦合金，該合金材料的組份及含量如下鋁4.5～5.5重量％；錫0.7～1.2重量％；鉻0.7～1.2重量％；鐵0.7～1.2重量％；碳0.0001～0.1重量％；氧0.0001～0.18重量％；氮0.0001～0.05重量％；氫0.0001～0.02重量％；鈦為余量。本合金屬于(α+β)可析出強(qiáng)化型鈦合金，理論密度約為4.46g/cm³，相轉(zhuǎn)變點(diǎn)約為910℃～940℃。本合金于退火狀態(tài)下硬度為HRC28～32，經(jīng)固溶+時(shí)效析出(熱處理)后硬度可達(dá)HRC38～42，抗拉強(qiáng)度超過(guò)1097MPa，延伸率超過(guò)9％。文檔編號(hào)C22F1/18GK101550505SQ200910031389公開(kāi)日2009年10月7日申請(qǐng)日期2009年4月30日優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日發(fā)明者亞陳申請(qǐng)人:亞陳