[發明專利]一種高性能鈦合金

無效

• 申請號: 200910169309.2
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101638739A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 吳崇周;魏壽庸;何書林
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第一集團公司北京航空材料研究院;寶鈦集團有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 陳宏林

技術領域

本發明是一種高性能鈦合金，屬于材料科學技術領域。

背景技術

鈦及其合金是20世紀50年代興起的一種重要的金屬材料，同鋼、鋁等金屬材料相比，它具有三個明顯的優勢：比強度高、中溫性能好及耐腐蝕好。在短短的50年時間內，鈦及鈦合金得到了迅猛的發展，成為材料領域的重要組成部分。鈦及其合金主要應用于航空領域，在化學工業、核工業、航天、船舶等領域也得到了越來越廣泛的應用。因而鈦合金技術被列為國防科技關鍵技術及重點發展的基礎技術。在航空方面，鈦合金是飛機機體結構和飛機發動機的主要結構材料之一。鈦合金的應用水平是衡量飛機選材先進程度的重要標志之一，是影響飛機戰術技術性能的一個重要方面。在飛機結構中，用鈦合金代替高強度結構鋼，可以減重15％~20％。

國內外現狀：

國外現狀：在國際上，歐美目前生產的飛機是最先進的飛機，所生產飛機的數量也是全世界最多。所生產的先進飛機包括：波音767、777、787(設計中)、A350、A?380、F22、F117、F15、F18、B2、B52、C5、C17等。俄羅斯也生產許多先進的飛機，例如SU27、SU30、SU47(設計中)、米格29、伊爾76、伊爾86、伊爾96-300、圖154等。

隨著科技的發展，鈦合金在飛機上的使用量不斷增加，圖1顯示了隨著時間的變化，鈦合金在飛機中的使用量(百分比)不斷增加的情況，圖2顯示了在飛機所有使用的材料中，鈦合金使用量所占比例。

從圖1、圖2可以看出，由于鈦合金在飛機上的使用量不斷增加，其重要性日顯突出。大力發展鈦合金行業對我國民用和軍用飛機事業及其它工業的發展是非常重要的。

國內現狀：中國目前也有很多飛機，但是與美國和俄羅斯的先進飛機相比，還有一定差距，需要不斷努力，盡量縮短這一差距。

目前鈦合金總共分為α合金、近α合金、α+β合金、近β合金、亞穩定β合金和β合金，見圖3鈦合金分類與Mo當量的關系，是由鉬當量的不同而進行分類，其中應用范圍比較廣泛的鈦合金主要是近α合金、α+β合金、近β合金。對屬于同一種類型的鈦合金，由于合金元素的搭配方式不同，合金性能也會有很大差別。

目前高強度鈦合金的性能分析如下：

表1～3列舉了現有高強度鈦合金的性能數據。表1為TC18鈦合金室溫力學性能，表2為TC21鈦合金室溫力學性能，表3為TB6鈦合金室溫力學性能。TC21合金為α+β型鈦合金；TC18和TB6合金為近β型鈦合金。室溫拉伸取樣方向為L向，斷裂韌度取樣方向為L-T或T-L向。

表1????TC18鈦合金室溫力學性能

表2????TC21鈦合金室溫力學性能

表3????TB6鈦合金室溫力學性能

從表1～3高強度鈦合金室溫力學性能數據分析可以看出，目前高強鈦合金(TC18、TC21、TB6)只能達到如下力學性能指標：抗拉強度Rm(σb)≥1100Mpa，屈服強度Rp?0.2(σp?0.2)≥1000MPa，延伸率A(δ5)≥8％，面縮率Z(Ψ)≥15％，斷裂韌度KIC≥60~70Mpam.]]>

發明內容

本發明正是針對現有高強度鈦合金的性能指標提出了一種更高綜合性能的鈦合金新材料。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明所述的高性能鈦合金，其特征在于該合金的化學成分及質量百分比為：

Al：3％～7％；Mo：1％～6％；V：0.5％～6％；Sn：1％～4％；Zr：1％～4％；Cr：0.5％～3％；Nb：0.5％～3％；Si：0.01％～0.3％；Ti為余量。