專利名稱：一種鈦鋁鐵合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低成本高性能鈦合金材料領(lǐng)域，尤其是關(guān)于一種主要用于制造汽車零 部件用低成本高性能的鈦合金。
背景技術(shù)：
金屬鈦優(yōu)良的特性主要是指高強度、低密度、出色的耐蝕性，同相同結(jié)構(gòu)的鋼材相 比，鈦合金材料一般可減輕部件重量在50%左右。有資料報道，若汽車質(zhì)量降低10%，燃油 效率可提高6% 8%。由此可見，伴隨輕量化而來的突出優(yōu)點是油耗的顯著降低，也將減 少汽車尾氣的排放量，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的。鈦合金作為汽車部件材料使用時，其特點是抗拉強度和屈服強度大、疲勞強度大、 密度小、彈性模量約是鋼的一半、熱膨脹系數(shù)低，約是不銹鋼及鋁材的一半、非磁性、熱導(dǎo)率 低、容易產(chǎn)生燒結(jié)、對環(huán)境無污染等。在汽車行業(yè)用鈦后，可極大減輕汽車重量，降低其燃料 消耗，降低發(fā)動機的噪音和振動，保護(hù)環(huán)境和降低噪音。利用鈦合金制作汽車配件，不僅可 減輕重量，節(jié)省燃油，而且動力傳輸效果好，有助于良好的動力性能、操作穩(wěn)定性?？煽啃?高，延長使用壽命。汽車用鈦是一個非常龐大的市場，根據(jù)設(shè)計和材料特性，鈦在汽車上的 應(yīng)用主要分布在發(fā)動機元件和底盤部件上。在發(fā)動機系統(tǒng)用鈦可制作氣門、氣門彈簧、氣門 彈簧承座和連桿等元件，性能的改善表現(xiàn)在轉(zhuǎn)距、輸出功率以及連接部件變形的減少。發(fā)動 機以外的鈦用途在底盤部件用鈦主要為彈簧、排氣系統(tǒng)、半軸、中懸簧、排氣裝置，曲軸以 及其它緊固件類對鈦的使用，汽車部件中可用鈦作閥類、連接軸、閥彈簧與其支撐用具，這 些都是汽車上的關(guān)鍵部件。因此研究開發(fā)鈦合金已迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈦鋁鐵合金，是在已知的合金中不使 用高價的β元素V，采用廉價的Fe，適應(yīng)在溫度變化過程中低成本高性能Ti-Al-Fe合金材 料的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種鈦鋁鐵合金，以重量百分比表 示，其特征在于由以下成份組成Ti 91-96%, Al 3-6%, Fe 0. 6-2%, 0 0.1-0.3%、N 0. 01-0. 06%,H 0. 01-0. 015%, CO. 01-0. 05%。本發(fā)明，因合金成份中含有Al，熱加工性能處于ASTM純鈦和Ti-6A1_4V中間，即 熱變形抗力比Gr4純鈦大，比Ti-6A1-4V小，疲勞強度高于Ti_6Al_4V。因此Ti-Al-Fe合 金具有比以往高強度鈦合金更優(yōu)良的熱加工性能，其拉伸強度達(dá)lOOOMPa，與Ti-6A1-4V相 當(dāng)，具有超塑行為，而且超塑變形的溫度范圍很寬，易于成型加工。
具體實施例方式實施例1 一種Ti-5Al_lFe鈦鋁鐵合金，以重量百分比表示，由以下成份組成Ti93. 875%,Al 5%,Fe 1%,0 0. 2%,N 0. 04%,H 0. 015%, C 0.05%。實施例2 一種Ti-3. 5Al_lFe鈦鋁鐵合金，以重量百分比表示，由以下成份組成Ti 95. 3%、Al 3. 5%, Fe 1 %、0 0. 16%、N 0. 02%、H 0. 01 %、C 0. 01 %。實施例3:一種Ti-5. 5Al_lFe鈦鋁鐵合金，以重量百分比表示，由以下成份組成Ti 92. 65%, Al 5. 5%, Fe 1%,0 0. 3%, N 0. 5%, H 0. 013%, C 0.037%。試驗表明Ti_3. 5Al_lFe熱斷面收縮率與Gr4純鈦相當(dāng)；Ti-5Al_lFe，其拉伸強度 達(dá)lOOOMPa，強度高出純鈦材約200MPa.與Ti_6Al_4V相當(dāng)，Ti-Al-Fe合金因含有Al，熱加 工性能處于ASTM純鈦和Ti-6A1-4V中間，即熱變形抗力比Gr4純鈦大，比Ti_6Al_4V小。 Ti-5. 5Al-lFe的熱斷面收縮率比Ti_6Al_4V高，因此Ti-Al-Fe合金具有比以往高強度鈦 合金更優(yōu)良的熱加工性能。疲勞強度高于Ti-6A1-4V。超塑性；Ti-Al-Fe具有等軸細(xì)微組 織，與一般的α+β鈦合金一樣，而且超塑變形的溫度范圍很寬，易于成型加工。本發(fā)明主 要應(yīng)用于汽車及摩托車的低成本高性能Ti-Al-Fe合金材料，從鈦錠的熔煉到鍛件、棒、絲 卷材的加工生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化。性能指標(biāo)如下
權(quán)利要求
一種鈦鋁鐵合金，以重量百分比表示，其特征在于由以下成份組成Ti 91 96％、Al 3 6％、Fe 0.6 2％、O 0.1 0.3％、N 0.01 0.06％、H 0.01 0.015％、C 0.01 0.05％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋁鐵合金，其特征在于所述的成份由以下組成Ti 93. 875%,Al 5%,Fe 1%,0 0. 2%,N 0. 04%,H 0. 015%,C 0.05%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋁鐵合金，其特征在于所述的成份由以下組成Ti 95. 3%、Al 3. 5%, Fe 1 %、0 0. 16%、N 0. 02%、H 0. 01 %、C 0. 01 %。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋁鐵合金，其特征在于所述的成份由以下組成Ti 92. 65%,Al 5. 5%,Fe 1%,0 0. 3%,N 0. 5%,H 0. 013%,C 0.037%。
全文摘要
一種鈦鋁鐵合金，以重量百分比表示，其特征在于由以下成份組成Ti 91-96％、Al 3-6％、Fe 0.6-2％、O 0.1-0.3％、N 0.01-0.06％、H 0.01-0.015％、C 0.01-0.05％。本發(fā)明，因合金成份中含有Al，熱加工性能處于ASTM純鈦和Ti-6Al-4V中間，即熱變形抗力比Gr4純鈦大，比Ti-6Al-4V小，疲勞強度高于Ti-6Al-4V。因此Ti-Al-Fe合金具有比以往高強度鈦合金更優(yōu)良的熱加工性能，其拉伸強度達(dá)1000MPa，與Ti-6Al-4V相當(dāng)，具有超塑行為，而且超塑變形的溫度范圍很寬，易于成型加工。
文檔編號C22C14/00GK101899590SQ20101024101
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者侯瑞政, 周靖宇, 李楓 申請人:江蘇佳哲鈦合金材料科技有限公司