[發明專利]一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金

有效

• 申請號: 201210545259.5
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102978438A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 葛鵬;盧亞鋒;趙彬;周偉;李倩;郭荻子
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種多元強化的α＋β兩相鈦合金，具體涉及一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金。

背景技術

Ti-3Al-2.5V是目前用量最大的中高強冷軋鈦管及鈦帶用材料，冷軋后低溫退火是目前常用的提高其強度的方法。Ti-3Al-2.5V鈦合金再結晶退火態強度通常低于700MPa，去應力退火態強度一般低于800MPa。如果完全依靠加工硬化獲得850MPa以上的高強度，容易導致合金管材塑性的降低及工藝性的顯著下降。出于應用領域拓展的需要，進一步提高該類合金的強度成為其重要的發展趨勢。

增加合金化元素含量是提高合金強度的基本方法。已有的大量研究已經證明：鈦合金中Al元素的含量超過4%時，將會顯著降低合金的冷加工性能，而β穩定元素在提高強度的同時對鈦合金冷變形能力的損傷較小。因此，提高合金中β穩定元素的含量是設計可冷軋鈦合金的優先選則。通常情況下，提高金屬材料的強度會帶來材料塑性的損失或成本的提高。考慮成本因素，共析型的β穩定元素Cr、Fe比同晶型的β穩定元素Mo、V、Nb更有優勢，而且其β穩定作用也更強。但是，對于α+β兩相鈦合金，該類元素過量添加時容易導致冷加工性的顯著下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種適于管材及薄板冷軋加工且具有強度、塑性良好匹配的可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成：Al2%~3.5%，V?1.5%~3%，Cr?0.6%~2.0%，Fe?0.4%~1.2%，O≤0.2%，余量為Ti和不可避免的雜質；所述中高強鈦合金是指室溫抗拉強度為730MPa~1000MPa的鈦合金。

上述的一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成：Al?3.0%，V?1.5%，Cr?1.2%，Fe?1.0%，O?0.19%，余量為Ti和不可避免的雜質。

上述的一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成：Al?2.0%，V?2.0%，Cr?1.5%，Fe?0.8%，O?0.16%，余量為Ti和不可避免的雜質。

上述的一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成：Al?3.5%，V?3.0%，Cr?1.5%，Fe?0.4%，O?0.13%，余量為Ti和不可避免的雜質。

上述的一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成：Al?2.5%，V?2.0%，Cr?0.6%，Fe?1.2%，O?0.10%，余量為Ti和不可避免的雜質。

上述的一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成：Al?3.0%，V?1.5%，Cr?2.0%，Fe?0.4%，O?0.20%，余量為Ti和不可避免的雜質。

本發明的制備方法為鈦合金的常規制備方法：根據需要選擇合適的中間合金與海綿鈦按設計成分混合壓制電極，經真空自耗電弧重熔法得到合金鑄錠，合金鑄錠在液壓鍛造機或鍛錘等鍛造設備上進行開坯鍛造，管材制備可選用擠壓或穿孔制坯，薄板制備的冷軋坯料在板材軋機上熱軋獲得，經多道次的冷軋后進行退火或強化熱處理得到成品管材或板材。

本發明與現有技術相比具有以下優點：該中高強鈦合金冷加工性優良，適于進行管材及板材冷軋加工，退火后強度在730MPa~880MPa之間，強化熱處理后強度在850MPa~1000MPa之間，具有較好的塑性；本發明與Ti-3Al-2.5V鈦合金相比，該中高強鈦合金冷、熱加工性相當，同等退火條件下具有更高的強度，可熱處理強化，適于進行管材、薄板的冷軋加工，易于生產，滿足各應用領域對可冷軋中高強鈦合金的要求。

下面結合實施例對本發明的技術方案作進一步的詳細描述。

具體實施方式

本發明一種可冷軋及熱處理強化的中高強鈦合金，所涉及的中間合金包括鋁釩合金、釩鐵合金、鉻鐵合金、金屬鉻、鋁豆、工業鐵、氧化鈦粉等，所使用的海綿鈦為0級或1級。本發明中高強鈦合金的重量百分比組成為：Al?2%~3.5%，V?1.5%~3%，Cr?0.6%~2.0%，Fe?0.4%~1.2%，O≤0.2%，余量為Ti和不可避免的雜質。