一種超低間隙相高韌性鑄造鈦合金及熔鑄方法
【專利摘要】一種超低間隙相高韌性鑄造鈦合金，其特征在于：合金組分以重量百分比為：鋁占4.5~5.5%，錫占2~3%，碳≤0.03%，氮≤0.03%，氫≤0.010%，氧≤0.05%，鐵≤0.3%，硅≤0.15%，余量為鈦。本發(fā)明的鑄造鈦合金純凈度高，一致性好，性能穩(wěn)定，且具有良好的抗拉強(qiáng)度和延伸率。
【專利說明】-種超低間隙相高初性鑄造鐵合金及膝鑄方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料和鑄造技術(shù)，具體地是一種鑄造用鐵合金及其烙鑄工藝技 術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 鑄造鐵合金比強(qiáng)度高且耐腐蝕，目前已成為裝備制造領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料。近年 來，航空、航天、艦船等高端裝備制造技術(shù)的發(fā)展對(duì)鐵合金部件的性能提出更高的要求，不 僅要求鐵合金鑄件具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)需要具備較好的初性。常規(guī)鑄造鐵合金由于含有 較高含量的C、N、H、0等間隙元素，雖然提高了力學(xué)強(qiáng)度，但卻損傷了鑄件的塑性和初性，對(duì) 航空、航天等苛刻工況條件下整體裝備的安全性、可靠性造成很大的事故隱患。因此，發(fā)明 低間隙元素含量的高初性鑄造鐵合金對(duì)于上述領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種超低間隙相高初性鑄造鐵合金，該合金具有良好的抗 拉強(qiáng)度和延伸率，且組織、性能穩(wěn)定。
[0004] 本發(fā)明的另一目的，是提供一種該鑄造鐵合金的烙鑄方法。
[0005] 采用的技術(shù)方案是： 一種超低間隙相高初性鑄造鐵合金，其特征在于；該合金主要由Ti、A1、Sn元素組成， 并且雜質(zhì)元素C、N、H、0含量較低，其中：鉛占4. 5?5. 5%，錫占2?3%，碳《0. 03%，氮《0. 03〇/〇， 氨《0. 010%，氧《0. 05%，鐵《0. 3%，娃《0. 15%，余量為鐵。
[0006] -種超低間隙相高初性鑄造鐵合金的烙鑄方法，其特征在于包括下述工藝步驟： (1) 、取鑄造鐵合金，制成母合金電極。該鑄造鐵合金中各元素所占重量百分比具體為： 鉛占4. 5?5. 5%，錫占2?3%，碳《0. 03%，氮《0. 03%，氨《0. 010%，氧《0. 05%，鐵《0. 3%，娃 《0. 15%，余量為鐵； (2) 、石墨鑄型制備：根據(jù)鑄造工藝圖將石墨電極塊采用機(jī)械加工和手工打磨的方法加 工成石墨鑄型； (3) 、石墨鑄型預(yù)熱；將石墨鑄型放入真空高溫除氣爐中進(jìn)行除氣處理，真空度 《2X 1(T2 Pa,溫度控制在800 °C?1000。保溫2?4小時(shí)，待冷卻后轉(zhuǎn)移至真空容器 中待用； (4) 、合金烙煉；采用真空自耗電極凝殼爐烙煉德注，將鐵合金電極安裝到真空自耗電 極凝殼爐電極桿上，裝卡鑄型，關(guān)閉爐口后將爐體抽真空，當(dāng)真空度《3 X 1(T2化時(shí)，開始烙 化電極，烙煉電流控制在10000A?20000A，電壓控制在38?40V ; (5) 、合金德注；所述合金原料烙化到德注重量后，轉(zhuǎn)動(dòng)鑄型離也盤，離也盤轉(zhuǎn)速控制在 100?25化/min,翻轉(zhuǎn)巧巧將合金液到入鑄型中，獲得鐵合金鑄件。
[0007] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是： 1.本發(fā)明中提供的鑄造鐵合金與GB6614和GJB2896中規(guī)定的ZTA7合金相比，成分波 動(dòng)小，間隙雜質(zhì)元素c、N、H、0含量低，采用真空自耗電極電弧凝殼烙煉技術(shù)德注成鐵合金 鑄件后，合金成分的純凈度更高，一致性更好，組織、性能穩(wěn)定。
[0008] 2.本發(fā)明中提供的新型鑄造鐵合金的力學(xué)性能與GJB2896中規(guī)定的ZTA7相比，同 樣具有良好的抗拉強(qiáng)度，并具有更高的延伸率。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施例1，生產(chǎn)一種尺寸約為中500mmX 250mm的鐵合金葉輪鑄件，步驟如下： (1) 制備母合金電極原料；鐵合金電極成分如表1所示； 表1鐵合金電極成分wt. %

【權(quán)利要求】
1. 一種超低間隙相高韌性鑄造鈦合金，其特征在于：該鈦合金組分以重量百分比為： 鋁占4. 5~5. 5%，錫占2~3%，碳彡0? 03%，氮彡0? 03%，氫彡0? 010%，氧彡0? 05%，鐵彡0? 3%，硅 彡0. 15%，余量為鈦。
2. -種超低間隙相高韌性鑄造鈦合金熔鑄方法，其特征在于：包括下述步驟： (1) 、采用鈦合金制成母合金電極；鈦合金組分以重量百分比計(jì)為：鋁占4. 5~5. 5%，錫 占2~3%，碳彡0? 03%，氮彡0? 03%，氫彡0? 010%，氧彡0? 05%，鐵彡0? 3%，硅彡0? 15%，余量為 鈦； (2) 石墨鑄型制備：將石墨電極塊采用機(jī)械加工和手工打磨的方法加工成石墨鑄型； (3) 石墨鑄型預(yù)熱：將石墨鑄型放入真空高溫除氣爐中進(jìn)行除氣處理，真空度< 2X1(T2 Pa，溫度控制在800 °C?1000 °C，保溫2?4小時(shí)； (4) 合金熔煉：將鈦合金電極安裝到真空自耗電極凝殼爐電極桿上，裝卡鑄型，關(guān) 閉爐門后將爐體抽真空，當(dāng)真空度< 3X1(T2Pa時(shí)，開始熔化電極，熔煉電流控制在 10000A~20000A，電壓控制在 38~40V; (5) 合金澆注：離心盤轉(zhuǎn)速控制在100~250r/min，翻轉(zhuǎn)坩堝將合金液到入鑄型中，獲得 鈦合金鑄件。
【文檔編號(hào)】C22C14/00GK104513914SQ201410802395
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】婁延春, 趙軍, 劉鴻羽, 閆平, 游濤, 史昆, 劉時(shí)兵, 楊海濤, 寧兆生 申請(qǐng)人:沈陽鑄造研究所