专利名称：高温耐蚀钛合金的制作方法
技术领域：
本发明高温耐蚀钛合金(Ti-31)，是耐高温海水腐蚀，焊接性能良好的耐蚀钛合金。
本发明的目的是解决高温海水的耐蚀材料代替现有的耐蚀钛合金。
钛是比强度大，耐蚀性优越的金属材料。特别是在硝酸、氯酸等氧化性腐蚀环境和其他氧化物腐蚀环境下，耐蚀性优越，目前世界上已各种耐蚀钛合金，如Ti-0.2Pa、Ti-0.3Mo-0.8Ni等合金，适于高温湿氯气中使用，抗缝了隙腐蚀。但强度偏低;TA5、Ti-6211、48-OT3等强度较高、但一般不适用于高温海水中，为改善耐蚀钛合金的性能，本发明的高温耐蚀钛合金，综合了上述两类合金的优点，即耐高温海水腐蚀，又有适中强度、高的塑韧性、适于多种应用。
本发明的高温耐蚀钛合金(Ti-31)，是一种中等强度、高塑、高韧、耐高温海水腐蚀，焊接性能良好的新耐蚀钛合金，性能如表1～6所示。具有优越的抗海水腐蚀性能的热加工性能。Ti-31合金高温海水腐蚀性能示于表7～8中，特别是在温度为180℃高温海水中、无论是基材，还是焊缝都不发生均匀腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀，常温海水中应力腐蚀断裂敏感小KSCC/KJ0.2＞0.75。350℃，3000小时高温持久强度高大于350MPa，明显高于现有的钛合金，Ti-31合金强度高于Ti-0.2Pa，Ti-0.3Mo-0.8Ni，塑性高于TA5等同等强度钛合金。
本发明高温耐蚀钛合金(Ti-31)，是Ti-Al-Mo-Ni-Zr(V)系多元合金，名义成分为Ti-3Al-1Mo-1Zr-0.6Ni(2V)(wt%)，合金含有的Mo、Ni、Zr、V等元素属于非稀贵金属，价格低于Pa、Ta、Nb、可降低Ti-31合金的成本，便于大量生产与应用。
本发明高温耐蚀钛合金中的Al主要保证合金的强度，含量为2.5～3.2%.Al含量低于2.5%时强度不足，高于3.2%时强度太高，塑性低。Mo、Ni主要用于提高钛合金的抗高温海水腐蚀能力，改善耐高温缝隙腐蚀能力，因此在能保证耐高温海水腐蚀条件下，Mo、Ni加入量不必多，多了反而影响机械性能。Ti-31合金中Mo含量为0.5～1.5%，当Mo含量超过1.5%时，冷轧板延伸率、弯曲角明显下降。另外高Mo合金可焊性也不好。如
图1所示，图中A为热轧板室温拉伸性能，冲击性能，B为热轧板350℃拉伸性能，C为冷轧板的室温拉伸和弯曲角性能，D为冷轧板350℃拉伸性能。Ni能明显细化铸锭组织，提高合金的抗高温海水缝隙腐蚀能力，但Ni损失冷轧板的塑性，因此在保证抗高温海水缝隙能力下，Ni含量控制在0.3%～1.0%。Ni含量低于0.3%耐缝隙腐蚀能力不好，高于1.0%冷加工性能不好。Zr是中性元素，对合金的强化效果不明显，但能防止焊接过程中组织粗化，以改善焊接性能，并能提高腐蚀稳定性。加入0.8%～2.0%就是以达到目的。如图2所示。V能提高合金强度，但能降低热轧板塑性和冲击韧性，如图3所示。但能改善冷轧板的弯曲性能，加入2.0%即可。
表5锻并(φ400×80毫米)性能
实例1用真空自耗电弧炉二次熔炼，熔炼参数为电流8-8.5KA，电压28-32V，冷却2小时，熔炼成锭为φ296mm，重220公斤。合金的配比成分为A2.85wt/%，M1.85wt%，Ni0.65wt%，Zr0.9wt%，实际分析成分为Al2.80wt%，Mo0.88wt%，Ni0.5wt%，Zr0.8wt%。
机械性能
实例2用真空自耗电弧炉二次熔炼，熔炼参数为，电流为1.6KA，电压28V冷却1小时。熔炼的锭为φ90mm，重5公斤。合金配比为Al2.8wt%。Mo1wt%、Ni0.8wt%、Zr1wt%、V1wt%。实际分析值为Al2.5%、Mo1.10%、Ni0.74%、Zr1.03%、V0.98%。
力学性能
权利要求
1.一种耐蚀钛合金，本发明高温耐蚀钛合金，其特征是本发明合金为Ti-Al-Mo-Ni-Zr系，其重量百分比为Al为0.5-3.2%，Mo为0.5～1.5%，Ni为0.3～1.0%，Zr为0.8～2.0%，余量为Ti。
2.根据权利要求1所说的高温耐蚀钛合金，除含有Al、Mo、Ni、Zr外，还可以加入2wt%的V、这样可改善本发明合金的冷弯性能。
全文摘要
钛是耐蚀性优越的金属材料，已有的能耐高温海水腐蚀钛合金强度偏低，而强度较高的又不耐高温海水腐蚀。本发明Ti-3Al-1Mo-1Zr-0.6Ni合金，即耐高温海水腐蚀又有适中的高温及350℃强度，焊接性能好，特别是在温度达180℃高温海水中，抗缝隙腐蚀性能良好，不发生应力腐蚀。本发明合金可生产板、棒、锻件、管材等。本发明合金只含有Mo、Ni、Zr等非稀贵金属，可降低成本，便于大量生产应用。
文档编号C22C14/00GK1068854SQ9110478
公开日1993年2月10日 申请日期1991年7月22日 优先权日1991年7月22日
发明者蔡学章, 胡跃君, 刘果宗 申请人:西北有色金属研究院