[發明專利]Ti5Mo5V4Cr3Al鈦合金及其加工工藝

無效

• 申請號: 200710303924.9
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101463437A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 余明;陳海珊;崔雪飛;魏衍廣;陶海明
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及一種新型鈦合金，具體而言，涉及通式為Ti5Mo5V4Cr3Al的鈦合金及其加工工藝。

背景技術

Ti-Mo-V-Al-Cr系鈦合金由于其高強度和高韌性的特性，被廣泛地應用于航空航天領域。其中我國自行研發的Ti5Mo5V8Cr3Al鈦合金是一種亞穩定β鈦合金，Ti5Mo5V8Cr3Al合金主要合金元素含量(wt％)為：Mo:4.5％～5.7％；V:4.5％～5.7％；Cr:7.5％～8.5％；Al:2.5％～3.5％；余量為鈦，由于其具有較好的強度、韌性以及輕質的特性，已被應用于航空及航天工業。但是由于其鍛造溫度下具有較大抗力，影響其鍛造性能和機械加工性。此外，仍需更高強度的鈦合金材料以滿足航空航天工業的需要。

發明內容

本發明提供一種通式為Ti5Mo5V4Cr3Al的鈦合金，其具有較高的時效強化特性以及良好的熱加工性能。

一方面，本發明提供一種通式為Ti5Mo5V4Cr3Al的鈦合金，主要合金元素含量(wt％)為：Mo:4.5％～5.7％；V:4.5％～5.7％；Cr:3.5％～4.5％；Al:2.5％～3.5％；余量為鈦。

另一方面，本發明提供一種通式為Ti5Mo5V4Cr3Al的鈦合金的加工工藝，其包括如下步驟：

一、按以下比例配料(wt％)：Mo:4.5％～5.7％；V:4.5％～5.7％；Cr:3.5～4.5％；Al:2.5～3.5％；Fe<0.30％；C:<0.05％?N:<0.04％；H:<0.015％；O：<0.15％；余量為鈦；

二、將配料壓制成電極；

三、在真空自耗電爐經2～3次熔煉；

四、900～1150℃鍛造開坯；

五、800～1000℃鍛造成所需尺寸的材料；

六、450～650℃保溫1～8小時，空冷至室溫。

再一方面，本發明提供通式為Ti5Mo5V4Cr3Al的鈦合金的另一種加工工藝，其包括如下步驟：

一、按以下比例配料(wt％)：Mo:4.5％～5.7％；V:4.5％～5.7％；Cr:3.5～4.5％；Al:2.5～3.5％；Fe<0.30％；C:<0.05％?N:<0.04％；H:<0.015％；O:<0.15％；余量為鈦；

二、將配料壓制成電極；

三、在真空自耗電爐經2～3次熔煉；

四、900～1150℃鍛造開坯；

五、800～1000℃鍛造成所需尺寸的材料；

六、680～850℃保溫1～3小時，其后空冷或水淬至室溫；

七、450～650℃保溫1～8小時，空冷至室溫。

根據本發明的Ti5Mo5V4Cr3Al鈦合金，與已有的亞穩定β型Ti5Mo5V8Cr3Al鈦合金相比，具有更高的時效強度和機械加工性能；與近β型Ti5Mo5V2Cr3Al鈦合金相比，具有更高的時效強度。

具體實施方式

以下結合實施例具體說明本發明，但本發明并不限于該實施例。

實施例1

按以下比例配合金料，主要合金元素含量(wt％)為：Al:6.0；V:4.0；Fe:0.11；C:0.009；N:0.01；H:0.0015；O:0.10；余量為鈦。將配料壓制成電極。在真空自耗電爐經3次熔煉得到鑄錠。于1100℃鍛造開坯，于900℃鍛造成Φ20mm棒材，于750℃保溫2小時，其后空冷至室溫，得樣品1，結構式為Ti6Al4V。

按以下比例配合金料，主要合金元素含量(wt％)為：Mo:4.8；V:4.9；Cr:4.0；Al:3.1；Fe:0.11；C:0.008；N:0.010；H:0.0015；O:0.10；余量為鈦。將配料壓制成電極。在真空自耗電爐經兩次熔煉得到鑄錠。于1100℃鍛造開坯，于900℃鍛成Φ20mm棒材，于540℃時效5小時，得樣品2。

改變合金中鉻的含量，分別為4.0％、6.0％、8.0％，應用與制備樣品2相同的步驟，制備樣品3～5。

實施例2?鈦合金的力學性能實驗

將樣品1-5加工成Φ5mm的常規拉伸試樣。使用AG50KNE試驗機測試各試樣的力學性能。試驗在AG50KNE試驗機上經加熱器分別加熱至850℃和900℃并保溫15分鐘后進行。鈦合金的力學性能如表1所示。

表1