專利名稱：一種低成本的α+β型鈦合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低成本的α+β型鈦合金。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金因具有高比強(qiáng)度、耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于航空、航天、兵器、 汽車等工業(yè)領(lǐng)域。到目前為止，國(guó)內(nèi)外研制成功的鈦合金已經(jīng)多達(dá)幾十種，其中應(yīng)用最廣泛的是Ti-6A1-4V合金。在航空、汽車、能源、艦船、化工、醫(yī)療器械及體育用品等所有鈦合金應(yīng)用領(lǐng)域中，Ti-6A1-4V合金的比重占到50%以上。由于Ti-6A1-4V合金中含有4% (重量百分比，下同)的價(jià)格昂貴的釩元素，導(dǎo)致Ti-6A1-4V合金的生產(chǎn)成本較高，因而限制了它在工業(yè)領(lǐng)域，特別是在民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。Ti-6A1-4V合金不僅加工成本較高，而且難以加工形狀很復(fù)雜的零件，因而限制了其在更大范圍的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種力學(xué)性能與Ti-6A1_4V合金相當(dāng)，但具有更高性價(jià)比的α+β型鈦合金。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種低成本的α +β型鈦合金，其特征在于該合金成分的重量百分比組成為A1 3. 7% ；Mo :2. 5% 4% ；Zr 4% ；Si 0. 35% ； Cr :2. 3% 3. 3%或佝0. 4% 1.2% ；余量為T(mén)i ；合金中的雜質(zhì)元素總量彡0.4%，且間隙雜質(zhì)元素 C 彡 0. 04% ；0 彡 0. 15% ；N 彡 0. 04% ；H 彡 0. 015%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是與Ti-6A1_4V合金相比，本發(fā)明α +β型鈦合金用價(jià)格便宜的其他金屬元素代替了昂貴的釩元素，從而降低了合金的生產(chǎn)成本。由于綜合力學(xué)性能與 Ti-6A1_4V合金相當(dāng)，因而本發(fā)明α+β型鈦合金具有更高的性價(jià)比，工程應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，種低成本的α+β型鈦合金，其特征在于該合金成分的重量百分比組成為A1 3. 7% ；Mo :2. 5% 4% ； Zr 4% ；Si 0% 0. 35% ；Cr 2. 3% 3. 3%或Fe :0. 4% 1. 2% ；余量為T(mén)i ；合金中的雜質(zhì)元素總量彡0. 4%，且間隙雜質(zhì)元素C彡0. 04% ；0彡0. 15% ；N彡0. 04% ；H彡0. 015%。本發(fā)明鈦合金的制備過(guò)程是按照上述成分范圍的要求配比鈦合金，原材料可以選用純?chǔ)?、Α1-Μο中間合金、Ti-Mo中間合金、Ti-Fe中間合金、純Cr、海綿鋯、海綿鈦等。按配比成分混料后壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉兩次或三次獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮、切去冒口和尾端后，經(jīng)過(guò)開(kāi)坯鍛造、中間多火次變形、最終鍛造或軋制成棒材、板材、鍛件等本發(fā)明鈦合金的各類半成品，經(jīng)過(guò)合適熱處理后的這些合金半成品可以用于制造工程零部件。開(kāi)坯鍛造加熱溫度為1050°C 1150°C，反復(fù)墩拔的加熱溫度為合金β轉(zhuǎn)變溫度以下30°C 80°C，即Te-30°C 80°C ；最終成形溫度可以根據(jù)需要的組織形態(tài)進(jìn)行選擇。實(shí)施例1
按名義成分Ti-3. 5A1-2. 5Mo-2Zr-2. 3Cr (重量百分比，％ )配制合金料，原材料使用Al-55% Mo中間合金、0級(jí)海綿鈦、火器海綿鋯、純Al和純Cr。混料后壓制成電極，用真空自耗電弧爐熔煉三次獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮、切去冒口和尾端后，在1150°C開(kāi)坯鍛造，并在！^-301 80°C下進(jìn)行多火次墩拔以細(xì)化組織，最后鍛成Φ55πιπι的棒材。棒材經(jīng) 6500C /lh/AC熱處理后獲得的力學(xué)性能典型值為屈服強(qiáng)度彡870MPa,斷裂強(qiáng)度彡950Mpa, 延伸率彡10%。實(shí)施例2:按名義成分Ti-3Al-2. 5Mo-2Zr-2. 8Cr(重量百分比，% )配制合金料，原材料使用 Ti-32% Mo中間合金、0級(jí)海綿鈦、火器海綿鋯、純Al和Ti-Fe中間合金?；炝虾髩褐瞥呻姌O，用真空自耗電弧爐熔煉三次獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮、切去冒口和尾端后，在1150°C開(kāi)坯鍛造，并在Te-30°C 80°C下進(jìn)行多火次墩拔以細(xì)化組織，最后軋制成Φ22πιπι的棒材。棒材經(jīng)860°C /lh/WQ+650°C /濁/AC熱處理后獲得的力學(xué)性能典型值為屈服強(qiáng)度彡910MPa, 斷裂強(qiáng)度彡980Mpa，延伸率彡13%。實(shí)施例3 實(shí)施例16的合金名義成分參見(jiàn)表1。表1實(shí)施例3 實(shí)施例16的合金名義成分Al 3. 7% ；Mo 2. 5% 4% ；Zr 4% ；Si 0. 35% ；Cr 2. 3% 3. 3%或 Fe 0. 4% 1. 2%
權(quán)利要求
1. 一種低成本的α+β型鈦合金，其特征在于該合金成分的重量百分比組成為A1 3% 3. 7% ；Mo 2. 5% 4% ；Zr 4% ；Si 0. 35% ；Cr :2. 3% 3. 3%或 Fe 0.4% 1.2% ；余量為T(mén)i ；合金中的雜質(zhì)元素總量彡0.4%，且間隙雜質(zhì)元素(彡0. 04% ； 0^0. 15% ；N ^ 0. 04% ；H ^ 0. 015%。
全文摘要
本發(fā)明屬于合金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低成本的α+β型鈦合金。其特征在于該合金成分的重量百分比組成為Al3％～3.7％；Mo2.5％～4％；Zr2％～4％；Si0％～0.35％；Cr2.3％～3.3％或Fe0.4％～1.2％；余量為T(mén)i；合金中的雜質(zhì)元素總量≤0.4％，且間隙雜質(zhì)元素C≤0.04％；O≤0.15％；N≤0.04％；H≤0.015％。本發(fā)明α+β型鈦合金用價(jià)格便宜的其他金屬代替了昂貴的釩元素，從而降低了合金的生產(chǎn)成本。由于綜合力學(xué)性能與Ti-6Al-4V合金相當(dāng)，因而本發(fā)明α+β型鈦合金具有更高的性價(jià)比，工程應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)C22C14/00GK102212716SQ20111011762
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者李臻熙, 段銳, 雷力明, 黃旭 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院