[發明專利]一種α＋β兩相鈦合金及其加工方法

無效

• 申請號: 201210479857.7
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102978437A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 曲恒磊;李明強;趙永慶;李輝;馮亮;潘濤;朱知壽
• 申請（專利權）人: 西部金屬材料股份有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種?兩相鈦合金及其加工方法，涉及一種航空航天及兵器領域應用的超高強可焊短時耐熱（）兩相鈦合金及其加工方法。?

背景技術

在鈦金生產和應用領域，關于超高強的定義為：根據鈦合金的一般理解，按照室溫抗拉強度級別劃分的鈦合金分類為：低強鈦及鈦合金（Rm?＜700MPa）、中強鈦合金（700?MPa??Rm＜850MPa）、中高強鈦合金（850?MPa??Rm＜?1000MPa）、高強鈦合金（1000?MPa??Rm＜1200MPa）和超高強鈦合金（Rm1200?MPa）五大類。發展超高強鈦合金的目的是提高比強度（強度與密度的比值）、充分發揮材料效能、提高有效載荷。?

其可焊的定義為：采用某種焊接方法，對工件或試樣進行焊接并冷卻后，外觀無冷裂現象，對焊接件進行室溫拉伸測試，強度系數大于等于0.8，并且多數情況下斷點在基體而非焊縫上且有儀器可測的拉伸塑性（如1%）。?

其耐熱的定義為：長時間耐熱一般指10小時以上乃至成千上萬小時工況下強度的保持能力，一般測試考核指標為某高溫下100小時的抗拉強度和蠕變及持久性能；短時間耐熱指10小時以內（根據工況一般0.1~10小時不等）其抗拉強度不低于300MPa。滿足上述要求的（最高）溫度為該鈦及鈦合金的耐熱溫度。對于純鈦，特定工況下100~200℃即可認為是耐熱的，對于鈦合金，300℃以上才被認為具有耐熱性。?

目前，現存的超高強鈦合金多集中于近或鈦合金；但由于多數近或鈦合金耐熱性較差、所以僅限于300℃以下使用而不具有耐熱特性；目前現有的耐熱鈦合金多集中于或近鈦合金，但不具備超高強特性；在適當的條件下，（）兩相鈦合金有可能兼具超高強和耐熱兩種特性。目前世界范圍內關于有效截面在10mm以上的棒材或板材的室溫抗拉強度達到或超過1600MPa~1700MPa的正式報道或專利尚未見到。?

關于鈦及鈦合金加工材的制備技術包括各種真空熔煉技術（VAR、CHRM、PM、IM等）、各種熱加工技術（鑄造、熱鍛造、熱軋制、熱擠壓、熱拉拔、熱處理、焊接等）、各種冷加工技術（冷軋制、冷拉拔、冷鐓制、冷機械加工成型等）以及其他技術（如氮化、微弧氧化、涂覆表面處理等）。?

可在室溫抗拉強度在1200MPa以上、最高可達1700MPa量級的超高強度鈦合金及其工程化制備方法，該合金具有可進行電子束（EB）焊接的特性，并具有短時（1小時左右）600℃高溫下的耐熱性。?

發明內容

本發明的目的就是為了獲得一種可以滿足特種飛行器構件的設計與制造用途的，具有超高強度、具有可焊性的、在高溫下具有短時耐熱特性的兩相鈦合金及其加工方法。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。?

一種兩相鈦合金，其特征在于其重量百分比的組成為Al：6.5%~7.9%，Sn：1.6%~2.6%，Zr：1.6%~2.6%，Mo：1.8%~2.8%，Cr：0.9%~2.3%，Nb：1.6%~2.6%，Ni：0.8%~1.8%，Si??0.5%，Fe??0.20%，C??0.10%，N??0.10?%，O??0.15?%，?H??0.015%，其他雜質總和0.40%，余量為Ti。?

本發明的一種兩相鈦合金的熔煉過程是選用鋁豆、鋁箔、電解鉻、Ti-Sn、Al-Mo、Al-Nb、Al-Si、Ti-Ni中間合金和海綿鋯、海綿鈦等原料，經破碎、烘干、混合、壓制自耗電極、焊接后置于真空自耗電弧爐中進行2~4次的真空熔煉，制得鈦合金鑄錠。?

本發明的一種兩相鈦合金的加工方法，其特征在于其加工過程的步驟依次包括：?

（1）將制得的鈦合金鑄錠，在1050℃~1250℃溫度下的相區進行開坯鍛造、鐓粗、拔長的變形加；

（2）在980℃~1150℃溫度下，進行相區或近相區鍛造；

（3）在950℃溫度下，進行（）兩相區或近相區一火次多道次熱軋制；加工到需要的尺寸；

（4）在650℃~750℃溫度下，進行（）兩相區保溫退火1~2小時空冷。