专利名称：一种低成本的α+β型钛合金的制作方法
技术领域：
本发明属于合金技术领域，涉及一种低成本的α+β型钛合金。
背景技术：
钛及钛合金因具有高比强度、耐蚀性好等优点而被广泛应用于航空、航天、兵器、 汽车等工业领域。到目前为止，国内外研制成功的钛合金已经多达几十种，其中应用最广泛的是Ti-6A1-4V合金。在航空、汽车、能源、舰船、化工、医疗器械及体育用品等所有钛合金应用领域中，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)的价格昂贵的钒元素，导致Ti-6A1-4V合金的生产成本较高，因而限制了它在工业领域，特别是在民用领域的应用范围。Ti-6A1-4V合金不仅加工成本较高，而且难以加工形状很复杂的零件，因而限制了其在更大范围的应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种力学性能与Ti-6A1_4V合金相当，但具有更高性价比的α+β型钛合金。本发明的技术方案是一种低成本的α +β型钛合金，其特征在于该合金成分的重量百分比组成为A1 3. 7% ；Mo :2. 5% 4% ；Zr 4% ；Si 0. 35% ； Cr :2. 3% 3. 3%或佝0. 4% 1.2% ；余量为Ti ；合金中的杂质元素总量彡0.4%，且间隙杂质元素 C 彡 0. 04% ；0 彡 0. 15% ；N 彡 0. 04% ；H 彡 0. 015%。本发明的优点是与Ti-6A1_4V合金相比，本发明α +β型钛合金用价格便宜的其他金属元素代替了昂贵的钒元素，从而降低了合金的生产成本。由于综合力学性能与 Ti-6A1_4V合金相当，因而本发明α+β型钛合金具有更高的性价比，工程应用前景广阔。
具体实施例方式下面对本发明做进一步详细说明，种低成本的α+β型钛合金，其特征在于该合金成分的重量百分比组成为A1 3. 7% ；Mo :2. 5% 4% ； Zr 4% ；Si 0% 0. 35% ；Cr 2. 3% 3. 3%或Fe :0. 4% 1. 2% ；余量为Ti ；合金中的杂质元素总量彡0. 4%，且间隙杂质元素C彡0. 04% ；0彡0. 15% ；N彡0. 04% ；H彡0. 015%。本发明钛合金的制备过程是按照上述成分范围的要求配比钛合金，原材料可以选用纯Α1、Α1-Μο中间合金、Ti-Mo中间合金、Ti-Fe中间合金、纯Cr、海绵锆、海绵钛等。按配比成分混料后压制成电极，在真空自耗电弧炉中熔炼两次或三次获得合金铸锭。铸锭扒皮、切去冒口和尾端后，经过开坯锻造、中间多火次变形、最终锻造或轧制成棒材、板材、锻件等本发明钛合金的各类半成品，经过合适热处理后的这些合金半成品可以用于制造工程零部件。开坯锻造加热温度为1050°C 1150°C，反复墩拔的加热温度为合金β转变温度以下30°C 80°C，即Te-30°C 80°C ；最终成形温度可以根据需要的组织形态进行选择。实施例1
按名义成分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中间合金、0级海绵钛、火器海绵锆、纯Al和纯Cr。混料后压制成电极，用真空自耗电弧炉熔炼三次获得合金铸锭。铸锭扒皮、切去冒口和尾端后，在1150°C开坯锻造，并在！^-301 80°C下进行多火次墩拔以细化组织，最后锻成Φ55πιπι的棒材。棒材经 6500C /lh/AC热处理后获得的力学性能典型值为屈服强度彡870MPa,断裂强度彡950Mpa, 延伸率彡10%。实施例2:按名义成分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中间合金、0级海绵钛、火器海绵锆、纯Al和Ti-Fe中间合金。混料后压制成电极，用真空自耗电弧炉熔炼三次获得合金铸锭。铸锭扒皮、切去冒口和尾端后，在1150°C开坯锻造，并在Te-30°C 80°C下进行多火次墩拔以细化组织，最后轧制成Φ22πιπι的棒材。棒材经860°C /lh/WQ+650°C /浊/AC热处理后获得的力学性能典型值为屈服强度彡910MPa, 断裂强度彡980Mpa，延伸率彡13%。实施例3 实施例16的合金名义成分参见表1。表1实施例3 实施例16的合金名义成分Al 3. 7% ；Mo 2. 5% 4% ；Zr 4% ；Si 0. 35% ；Cr 2. 3% 3. 3%或 Fe 0. 4% 1. 2%
权利要求
1. 一种低成本的α+β型钛合金，其特征在于该合金成分的重量百分比组成为A1 3% 3. 7% ；Mo 2. 5% 4% ；Zr 4% ；Si 0. 35% ；Cr :2. 3% 3. 3%或 Fe 0.4% 1.2% ；余量为Ti ；合金中的杂质元素总量彡0.4%，且间隙杂质元素(彡0. 04% ； 0^0. 15% ；N ^ 0. 04% ；H ^ 0. 015%。
全文摘要
本发明属于合金技术领域，涉及一种低成本的α+β型钛合金。其特征在于该合金成分的重量百分比组成为Al3％～3.7％；Mo2.5％～4％；Zr2％～4％；Si0％～0.35％；Cr2.3％～3.3％或Fe0.4％～1.2％；余量为Ti；合金中的杂质元素总量≤0.4％，且间隙杂质元素C≤0.04％；O≤0.15％；N≤0.04％；H≤0.015％。本发明α+β型钛合金用价格便宜的其他金属代替了昂贵的钒元素，从而降低了合金的生产成本。由于综合力学性能与Ti-6Al-4V合金相当，因而本发明α+β型钛合金具有更高的性价比，工程应用前景广阔。
文档编号C22C14/00GK102212716SQ20111011762
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者李臻熙, 段锐, 雷力明, 黄旭 申请人:中国航空工业集团公司北京航空材料研究院