[發明專利]高強度α/β 鈦合金緊固件和緊固件坯料

有效

• 申請號: 201180043325.2
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN103097560A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: D·J·布賴恩
• 申請（專利權）人: ATI資產公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18;A61L27/06;B62D29/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張平元

1.一種選自鈦合金緊固件和鈦合金緊固件坯料的制品，所述制品包括α/β鈦合金，其包括（以重量百分數計）：

3.9至4.5的鋁；

2.2至3.0的釩；

1.2至1.8的鐵；

0.24至0.3的氧；

多達0.08的碳；

多達0.05的氮；

鈦；以及

總共多達0.3的其它元素；

其中所述制品具有至少170ksi（1,172MPa）的極限拉伸強度和至少103ksi（710.2MPa）的雙剪切強度。

2.如權利要求1所述的制品，其中所述制品包括多達0.75英寸（1.91cm）的直徑，并且具有至少180ksi（1,241MPa）的極限拉伸強度以及至少108ksi（744.6MPa）的雙剪切強度。

3.如權利要求1所述的制品，其中所述其它元素基本上由以下元素中的一種或多種組成：錫、鋯、鉬、鉻、鎳、硅、銅、鈮、鉭、錳和鈷，其中每一個這樣的元素的重量百分數為0.1及以下；以及硼和釔，其中每一個這樣的元素的重量百分數為小于0.005。

4.如權利要求1或2所述的制品，其中所述緊固件包括以下項中的一個：螺栓、螺母、螺柱、螺釘、墊圈、鎖緊墊圈以及鉚釘。

5.一種選自鈦合金緊固件和鈦合金緊固件坯料的制品，所述制品包括α/β鈦合金，其基本上由以下成分組成（以重量百分數計）：

3.9至4.5的鋁；

2.2至3.0的釩；

1.2至1.8的鐵；

0.24至0.3的氧；

多達0.08的碳；

多達0.05的氮；

不超過總共0.3的其它元素；

鈦；

附帶雜質；

其中所述其它元素基本上由以下元素中的一種或多種組成：錫、鋯、鉬、鉻、鎳、硅、銅、鈮、鉭、錳和鈷，其中每一此類元素的重量百分數為0.1及以下；以及硼和釔，其中每一此類元素的重量百分數為小于0.005；以及

其中所述制品具有至少170ksi（1,172MPa）的極限拉伸強度和至少103ksi（710.2MPa）的雙剪切強度。

6.如權利要求5所述的制品，其中所述制品包括多達0.75英寸（1.91cm）的直徑，并且具有至少180ksi（1,241MPa）的極限拉伸強度以及至少108ksi（744.6MPa）的雙剪切強度。

7.如權利要求5或6所述的制品，其中所述緊固件包括以下項中的一個：螺栓、螺母、螺柱、螺釘、墊圈、鎖緊墊圈以及鉚釘。

8.一種用于制備鈦合金緊固件坯料的方法，所述方法包括：

提供α/β鈦合金，其包括（以重量百分數計）：

3.9至4.5的鋁；

2.2至3.0的釩；

1.2至1.8的鐵；

0.24至0.3的氧；

多達0.08的碳；

多達0.05的氮；

鈦；以及

總共多達0.3的其它元素；

在所述鈦合金的α/β相中對所述鈦合金進行熱軋；

在1小時至2小時的退火時間內及1,200℉（648.9℃）至1,400℉（760℃）的退火溫度下使所述鈦合金退火；

用空氣冷卻所述鈦合金；

將所述鈦合金加工成預定尺寸；

在0.5小時至2小時的固溶處理時間內及1,500℉（815.6℃）至1,700℉（926.7℃）的固溶處理范圍下對所述鈦合金進行固溶處理；

以至少等于空氣冷卻速率的冷卻速率冷卻所述鈦合金，

在4小時至16小時的時效處理時間內及800℉（426.7℃）至1,000℉（537.8℃）的時效處理溫度下對所述鈦合金進行時效處理；以及

用空氣冷卻所述鈦合金。

9.如權利要求8所述的方法，其中所述α/β鈦合金的所述其它元素基本上由以下元素中的一種或多種組成：錫、鋯、鉬、鉻、鎳、硅、銅、鈮、鉭、錳和鈷，其中每一個這樣的元素的重量百分數為0.1及以下；以及硼和釔，其中每一個這樣的元素的重量百分數為小于0.005。