一種鈦合金的製作方法
2023-05-22 04:38:06
一種鈦合金的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於金屬材料技術領域，具體涉及一種鈦合金。
【背景技術】
[0002]鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用於各個領域。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發，並得到了實際應用。20世紀50?60年代，主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金，70年代開發出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、飛彈和高速飛機的結構件。
[0003]鈦合金有許多優異的特性，首先鈦合金的強度一般都較高和調質合金結構鋼相近。但鈦合金的密度小，故強度比其它各種合金的都高，這正是鈦合金越來越多地應用於航空工業的主要原因。其次是熱強度高，由於鈦合金的熔點高，在結晶溫度也高，因而鈦合金具有較高的熱強度，目前鈦合金可在500°C，下長期工作。抗腐蝕性高，鈦合金和純鈦一樣具有優良的抗腐蝕性，抗氧化性能優於大多數奧氏體不鏽鋼。低溫性能好，在超低溫下，太合金不僅強度升高，而且依然能夠保持良好的塑性和韌性，可用來製作火箭和飛彈的液氫燃料箱。
[0004]中國專利201280037157.0，發明名稱為鈦合金，本發明公開一種鈦合金的配方，該種鈦合金，其按質量分數含有鉑族元素:0.01-0.15%和稀土元素:0.001-0.10%，剩餘部分包含Ti和雜質。優選按質量％計含有Co:0.05-1.00%來替代前述Ti的一部分，優選含有鉑族元素:0.01-0.05%。另外，優選前述鉑族元素為Pd、前述稀土元素為Y。由此可以提供具有與以往同等或更好的耐蝕性以及良好的加工性的。其不足是由於含有稀有的鉑元素所以造價較貴，難以大規模生產應用。
[0005]中國專利201310351700.3，發明名稱為一種鈦合金，該發明公開了一種鈦合金配方，所述合金的組成為(以重量％計):0.25%至0.29%的碳；0.10%至1.20%的錳；0.09%至
0.13% 的磷；0.10% 至 0.19% 的碲；0.60%至 1.00% 的鋪;彡0.09% 的鋁;彡0.01% 的氮；0.45%至 0.83% 的鉻；0.04% 至 0.07% 的鈮0.50% 的銅；0.25% 至 0.70% 的鑭；0.2% 至 2.00% 的鈰；0.2%至0.4%的釩；0.0075%至0.0095%的鎢；0.010%至0.050%的鈦；其餘為鐵和不可避免的雜質。其不足是該種鈦合金的耐腐蝕性能不好。
【發明內容】
[0006]為了克服以上問題，本發明目的是給出一種硬度高，韌性好，耐腐蝕的鈦合金的配方。為實現本發明的上述目的，本發明採用如下技術方案。
[0007]各種添加元素對鈦合金的質量影響是不同的，鋯是一種中性元素，在η和p-n中均能形成無限互溶固體溶體，能起到回溶強化作用。還能提高鈦合金的高溫性能，當質量分數小於2%時，可提高合金的抗蠕變效果最好。錫與鐵相似，也是中性元素。它在m-Ti和p-x中的回溶度都比較大，能起固溶強化作用，是m固溶體的有效強化元素，而且在提高強度的同時不明顯降低合金的塑性。錫還能顯者提高合金的抗蠕變能力，是耐熱鈕含金小的主要合金元素之一。鋁是穩定元素，鈦合金中加入的鋁主要溶入m固溶體，而少量溶於P相，具有顯著的固溶強化效果，能提高合金的強度而不明顯降低塑性，因此具有良好的冷、熱加工性能。同時鐵合金中加入鋁後，可以提高氫的溶解度，從而減少合金的氫脆。此外，鋁還能提高鈦合金的熱強性和彈性模量，所以鋁是鈦合金中應用最廣泛的合金元素。但是鈦合金中鋁含量，7 %時，由於合金中出現脆性化合物而急劇降低力學性能，故鈦合金中的鋁合量一般為7%。釩在p-x中能無限固溶，而在。-η中也有一定的溶解度，因此鈦能起有效的固溶強化作用，其強化效果比錫高。釩在提高合金強度的同時還能保持良好的塑性。在耐熱鑽合金中加入銀能提高合金的抗婦變能力和合金的熱穩定性。因此，鑰^也是鈦合金中廣泛應用的合金。
[0008]型鈦合金的主要合金元素是M穩定元素鋁，其次是中性元素錫和鋯，有時還會加入少量活性共析型P穩定元素。而其它穩定元素如氧、碳、氮，因其會急劇降鈦合金的塑性和韌性，故除工業除了工藝純鈦中以雜質存在外，在工業用型鈦合金中均不作為合金元素使用。鋁在型鈦合金中能提高同素異構轉變溫度，擴大a相區，起固溶強化作用，從而提高合金的強度和耐熱性。當鋁含量小於7%時，不會顯著降低塑性。中性元素錫和鋯在型鈦合金中能無限固溶，起到了顯著的固溶強化作用而不明顯降低合金的塑性，同時還能提高合金的熱強性少量的銅的作用是提高合金的熱強性和熱穩定性。型鈦合金的特點是不能熱處理強化，通常在退火狀態下使用，具有良好的熱穩定性和熱強性以及優良的焊接性，在惰性氣體保護下可以進行各種方法的焊接。但室溫強度較低，而且由於。型鈦合金具有六方晶格，塑性變形時滑移系少，故塑性變形能力較其他類型鈦合金差。
[0009]本發明中的所述鈦合金的化學成分及其質量百分比為:彡0.09%的鋁；(0.02% 的氮；0.45%-0.83% 的鉻；0.02%-0.08% 的鈮；(0.52% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；
0.1%-2.00% 的鈰；0.2%-0.4% 的釩；0.0075%-0.0095% 的鎢；0.010%-0.060% 的鈦；0.27% 的碳；0.60%的錳；0.10%的磷；0.16%的碲；0.90%的銻；0.032%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。
[0010]與現有技術相比本發明的有益效果。
[0011]比以往的鈦合金有著同等或更好的耐蝕性以及良好的加工性的，鉑族元素的含有率低因此降低了經濟成本。
【具體實施方式】
[0012]實施例1。
[0013]一種鈦合金其各種元素質量分數比為:彡0.08%的鋁；彡0.02%的氮；
0.42%-0.83% 的鉻；0.04%-0.07% 的鈮；彡 0.50% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；0.2%-2.00% 的鈰；0.2%-0.5% 的釩；0.0075%-0.0093% 的鎢；0.010%-0.050% 的鈦；0.27% 的碳；0.62% 的錳；0.12%的磷；0.16%的碲；0.90%的銻；0.01%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。
[0014]實施例2。
[0015]—種鈦合金其各種元素質量分數比為:彡0.09%的鋁；彡0.01%的氮；
0.45%-0.83% 的鉻；0.04%-0.07% 的鈮；彡 0.50% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；0.2%-2.20% 的鈰；0.2%-0.4% 的釩；0.0075%-0.0092% 的鎢；0.010%-0.050% 的鈦；0.27% 的碳；0.60% 的錳；0.10%的磷；0.16%的碲；0.80%的銻；0.025%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。
[0016]實施例3。
[0017]一種鈦合金其各種元素質量分數比為:彡0.07%的鋁；彡0.01%的氮；0.45%-0.83% 的鉻；0.03%-0.07% 的鈮；彡 0.50% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；0.2%-1.80% 的鈰；0.3% -0.4% 的釩；0.0075%-0.0095% 的鎢；0.010%-0.050% 的鈦；0.29% 的碳；0.60% 的錳；0.12%的磷；0.16%的碲；0.80%的銻；0.02%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。
【主權項】
1.一種鈦合金，其特徵在於，所述鈦合金的化學成分及其質量百分比為0.09%的K0.02% 的氮；0.45%-0.83% 的鉻；0.02%-0.08% 的鈮；彡 0.52% 的銅；0.25%-0.70%的鑭；0.1%-2.00% 的鈰；0.2%-0.4% 的釩；0.0075%-0.0095% 的鎢；0.010%-0.060% 的鈦；0.27%的碳；0.60%的錳；0.10%的磷；0.16%的碲；0.90%的銻；0.032%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。2.根據權利要求1所述的一種鈦合金，其特徵在於，其各種元素質量分數比為:彡 0.08% 的鋁；彡 0.02% 的氮；(λ 42%-0.83% 的鉻；(λ 04%-0.07% 的鈮；彡 0.50% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；0.2%-2.00% 的鈰；0.2%-0.5% 的釩；0.0075%-0.0093% 的鎢；0.010%-0.050% 的鈦；0.27% 的碳；0.62% 的錳；0.12% 的磷；0.16% 的碲；0.90% 的銻；0.01%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。3.根據權利要求1所述的一種鈦合金，其特徵在於，其各種元素質量分數比為:彡 0.09% 的鋁；彡 0.01% 的氮；0.45%-0.83% 的鉻；0.04%-0.07% 的鈮；彡 0.50% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；0.2%-2.20% 的鈰；0.2%-0.4% 的釩；0.0075%-0.0092% 的鎢；0.010%-0.050% 的鈦；0.27% 的碳；0.60% 的錳；0.10% 的磷；0.16% 的碲；0.80% 的銻；0.025%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。4.根據權利要求1所述的一種鈦合金，其特徵在於，其各種元素質量分數比為:彡 0.07% 的鋁；彡 0.01% 的氮；0.45%-0.83% 的鉻；0.03%-0.07% 的鈮；彡 0.50% 的銅；0.25%-0.70% 的鑭；0.2%-l.80% 的鈰；0.3% -0.4% 的釩；0.0075%-0.0095% 的鎢；.0.010%-0.050% 的鈦；0.29% 的碳；0.60% 的錳；0.12% 的磷；0.16% 的碲；0.80% 的銻；0.02%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。
【專利摘要】本發明屬於金屬材料技術領域，公開了一種鈦合金的配方，其化學成分及其質量百分比為：≤0.09%的鋁；≤0.02%的氮；0.45%至0.83%的鉻；0.02%至0.08%的鈮；≤0.52%的銅；0.25%至0.70%的鑭；0.1%至2.00%的鈰；0.2%至0.4%的釩；0.0075%至0.0095%的鎢；0.010%至0.060%的鈦：0.27%的碳；0.60%的錳；0.10%的磷；0.16%的碲；0.90%的銻；0.032%的鋁；其餘為鐵和不可避免的雜質。本發明比以往的鈦合金有著同等或更好的耐蝕性以及良好的加工性的，鉑族元素的含有率低因此降低了經濟成本。
【IPC分類】C22C38/60
【公開號】CN105714215
【申請號】CN201410703627
【發明人】申久祝
【申請人】申久祝