[發明專利]一種韌性鈦合金材料及制備方法

有效

• 申請號: 201110007450.X
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102051560A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 王玲;趙浩峰;張祿
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C22C49/11
• 分類號: C22C49/11;C22C49/14;C22C47/08;C22C47/04;C22C47/02;C22C111/00;C22C121/00;C22C121/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，涉及一種韌性鈦合金材料及其制備方法。

背景技術

在金屬材料領域中,?韌性鈦合金作為低成本韌性材料一直受到普遍重視。

CN200810240713.X號申請涉及一種新型的高強高韌鈦合金，其成分組成為(重量百分數)：2.0～5.5％的Al，2.0～8.0％的Mo，2.0～6.0％的V，且Mo/V的值在1/3～4，含有Cr或Cr和Fe(Fe含量不超過0.9％)，其成分范圍在2.0～5.0％，且kβ＝CMo/11+CV/14.9+CCr/6.5+CFe/5，其值為0.85～1.4，不大于0.10％的Si，不大于0.10％的0，不大于0.01％的H，其它成分按常規鈦合金控制，余量為Ti；所述合金中還可以含有中性元素Zr、Hf、Sn中的一種或者兩種，且成分范圍均為0.15～3.5％。但該合金材料的韌性還有待進一步改進，且其成分組成不易控制。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種韌性鈦合金材料，該材料具有良好的性能。

本發明的另一目的是提供一種鈦合金材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：?

一種韌性鈦合金材料，該材料以鈦合金為基體，在基體中分布著由不銹鋼絲和鐵絲形成的金屬絲團，不銹鋼絲和鐵絲的直徑均為1-2mm，金屬絲團的直徑為10-15cm，材料中不銹鋼絲與鐵絲的總體長度相當，不銹鋼和鐵絲兩者共占材料的體積百分比為10-35%；

所述鈦合金基體的化學成分的重量百分含量：Al為1-1.5%，Fe?0.3％～0.5％，Cu?3％～5％，Zr?0.02％～0.04％，Y?1％～3％，Si?0.2％～0.5％，其余為Ti；

所述不銹鋼絲的化學成分的重量百分含量：Cr為14-16%，Ni為6-8%,?Mo為1.85-2.25%,?Al為0.6-1.1%,%C為0.03-0.07%,P<0.02%,?S?<0.02%,其余為Fe；

所述鐵絲的化學成分的重量百分含量為：C為0.05-0.09，Si為0.2%～0.3%,Mn為0.25-0.35%,?P<0.02%,?S?<0.025%,其余為Fe。

所述基體中還分布有化合物TiB顆粒。

一種韌性鈦合金材料的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：

不銹鋼絲及滲硼鐵絲的準備：分別取直徑為1-2mm、成分重量百分含量為Cr為14-16%，Ni為6-8%,?Mo為1.85-2.25%,?Al為0.6-1.1%,%C為0.03-0.07%,P<0.02%,?S?<0.02%,其余為Fe的不銹鋼絲及取直徑為1-2mm、成分為C為0.05-0.09，Si為0.2%～0.3%,Mn為0.25-0.35%,?P<0.02%,?S?<0.025%,其余為Fe的鐵絲，不銹鋼絲與鐵絲的總體長度相當，兩種金屬絲占材料的體積百分比為10-35%；按常規方法在鐵絲表面進行滲硼處理得到滲硼鐵絲：滲硼層的厚度為200-300微米；

按清潔球生產的常規方法將上述不銹鋼絲和滲硼鐵絲各取一根絲形成球狀的混合雙絲金屬絲團，金屬絲團直徑為10-15cm，將若干金屬絲團放入鑄型下型型腔中，金屬絲團的松緊程度由不銹鋼絲和鐵絲占材料的體積百分比決定，保證金屬絲團正好放滿鑄型；布置完畢后，將鑄型的上型蓋于下型上，合箱完畢后等待鐵水澆注；????

鈦合金基體的準備：按重量百分含量Al為1-1.5%，Fe?0.3％～0.5％，Cu?3％～5％，Zr?0.02％～0.04％，Y?1％～3％，Si?0.2％～0.5％，其余為Ti進行配料；將鈦合金基體在感應電爐中熔化得到鈦合金液，熔化溫度為1700-1720℃；

將上述鈦合金液澆入裝有金屬絲團的干砂鑄型，鈦合金液將不銹鋼絲及滲硼鐵絲包圍，然后冷卻凝固，得到以鈦合金為基的其中分布有金屬絲團的韌性材料。

本發明相比現有技術的有益效果如下：