[發明專利]一種高強度鈦合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201410018652.8
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103695710A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張霞
• 申請（專利權）人: 張霞
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高強度鈦合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Nb：21~24.5%，Zr：6.8~8.2%，Sn：8~9.6%，O：0.01~0.15%，RE：1.58~2.6%，Al：2.1~2.8%，C：1.2~1.8%，余量為Ti；

所述高強度鈦合金微觀結構中，表面的TiC相的平均直徑為1.2~2.6nm，中心的TiC相的平均直徑為2.8~3.8nm；表面的NbC相的平均直徑為1.6~3.1nm，中心的NbC相平均直徑為3.6~4.2nm；

所述高強度鈦合金的性能為：抗拉強度1010~1050MPa，彈性模量為67~82GPa，伸長率為11~19%，斷面收縮率為38~58%。

2.根據權利要求1所述的高強度鈦合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Nb：23.5%，Zr：7.2%，Sn：8.9%，O：0.09%，RE：1.98%，Al：2.6%，C：1.28%，余量為Ti。

3.?根據權利要求1所述的高強度鈦合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Nb：21.5%，Zr：8.0%，Sn：9.1%，O：0.012%，RE：2.1%，Al：2.7%，C：1.69%，余量為Ti。

4.根據權利要求1所述的高強度鈦合金，其特征在于，所述高強度鈦合金微觀結構中，表面的TiC相的平均直徑為2.1nm，中心的TiC相的平均直徑為3.2nm；表面的NbC相的平均直徑為1.8nm，中心的NbC相平均直徑為3.9nm；

所述高強度鈦合金的性能為：抗拉強度1030MPa，彈性模量為69GPa，伸長率為18%，斷面收縮率為42%。

5.根據權利要求1所述的高強度鈦合金，其特征在于，所述所述高強度鈦合金微觀結構中，表面的TiC相的平均直徑為1.3nm，中心的TiC相的平均直徑為3.6nm；表面的NbC相的平均直徑為2.1nm，中心的NbC相平均直徑為3.65nm；

所述高強度鈦合金的性能為：抗拉強度1045MPa，彈性模量為75GPa，伸長率為12%，斷面收縮率為40%。

6.權利要求1所述高強度鈦合金的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：

（a）配料：按照Nb：21~24.5%，Zr：6.8~8.2%，Sn：8~9.6%，O：0.01~0.15%，RE：1.58~2.6%，Al：2.1~2.8%，C：1.2~1.8%，余量為Ti進行配料，其中Ti以海綿鈦，Zr以海綿鋯、Nb采用Ti-52Nb中間合金、Sn采用Ti-68Sn中間合金、RE采用混合稀土、Al和C采用Ti-Al-C中間合金，O為上述原料中殘留元素；

（b）熔煉：將步驟（a）配好的料壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉3~5次；

（c）均勻化退火：均勻化溫度為950~978℃，保持時間為15~22h，退火后進行扒皮去除氧化層；

（d）鍛造：鍛造加熱溫度為960~1005℃，保溫時間為86~100min，終鍛溫度為860~880℃；

（e）熱軋：軋制不進行中間退火，軋制道次為8~10；

（f）冷軋：冷軋的總變形量為80%；

（g）固溶熱處理：將冷軋板在箱式電阻爐中進行固溶熱處理，固溶溫度為830-850℃，保溫時間為2~5h，水淬；

（h）時效熱處理：分為如下五步：時效溫度為300~320℃，保溫時間為5~18min，水淬；再加熱到400~420℃進行第二次時效處理，時效時間為1~1.8h，水淬；再加熱到480~495℃進行第三次時效，時效時間為2~2.5h，水淬；再加熱到520~550℃進行第四次時效，時效時間為5~8h，水淬；再加熱到580~620℃進行第五次時效，水淬，得到高強度鈦合金成品。

7.根據權利要求6所述的高強度鈦合金的制備方法，其特征在于，時效熱處理分為如下五步：時效溫度為310℃，保溫時間為8min，水淬；再加熱到420℃進行第二次時效處理，時效時間為1h，水淬；再加熱到485℃進行第三次時效，時效時間為2h，水淬；再加熱到535℃進行第四次時效，時效時間為5h，水淬；再加熱到610℃進行第五次時效，水淬，得到高強度鈦合金成品。