[發明專利]一種高韌性鈦鋁合金板材及其制備方法

有效

• 申請號: 201410018729.1
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103740980A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 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;C22C1/02;C22F1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鈦鋁合金板材及其制備方法，屬于鈦基合金制造領域。

背景技術

Ti-6Al-4V是使用最廣泛、最成熟的典型的(α+β)兩相鈦合金，各?國相繼研發的歷史已近四十年、并有各自的合金牌號。其成份特征為：合?金元素允許波動范圍較寬(Al：5.5％-6.75％)，雜質允許含量較高(Fe：?0.3％max、O：0.2％max、H：0.015％max)；從而帶來較高的冶金缺陷可?能性、較低的塑性和韌性及較短的使用壽命。為此，以美、英為首的少數?發達國家又在近20年開發了相應的低間隙合金，如美國UNS?R56401、?ASTM?F468、Grade?23、AMS4930、Ti-64ELI，英國IMI318ELI，法國?TA6VELI等，廣泛應用于低溫、醫療、艦船及飛行器等重要領域。其成?份特征為：合金元素允許波動范圍較窄(Al：5.5％～6.5％)，雜質允許含?量較低(Fe：0.25％max、O：0.13％max、H：0.0125％)；從而帶來較小?的冶金缺陷可能性、較高的塑性和韌性、較好的焊接性能及較長的使用壽?命。比Ti-6Al-4V合金的K1C提高近一倍、da/dN降低達一個數量級，現?已應用在先進的戰斗機和新一代民機上。例如，美國將Ti-6Al-4V和?Ti-6Al-4V?ELI合金應用于F-16戰斗機的水平尾翼轉軸、波音767的第一?號駕駛艙風檔玻璃窗骨架和UH60A“黑鷹”、SH60B“海鷹”、CH53E“超?級種馬”等直升機的主旋翼、尾旋翼轉動部件。民機波音747的主起落架?用的支撐梁大型模鍛件(重1545kg、長6.2m、寬0.95m、投影面積4.06m2)，?自1969年開始生產直到如今仍在供應中。如今，美國第四代戰機F22、?F/A-18E/F等的Ti-6Al-4V(Ti-6Al-4V?ELI)鈦合金應用已經進入采用更大?型整體模鍛件的成熟應用階段，如F22戰斗機零件中鈦合金占飛機重量的?41％，其中Ti-6Al-4V?ELI又占鈦合金重量的87.5％。其中F-22后機身整體式隔框(重1590kg、長3.8m、寬1.7m、投影面積5.53m2)是目前世界?上最大的鈦合金閉式模鍛件。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種操作方便、工藝可控性強的鈦合金板材的制備方法。該工藝可使鈦鋁合金板材保持良好的強度、斷裂韌性及塑性的匹配，板材性能批次穩定性提高。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高韌性鈦鋁合金板材，其特征在于：所述合金的各組分質量百分含量為：Al??9-10％、Ni??5-6％、Mn?0.9-1％、V?0.4-0.5％、Nb?0.4-0.5％、Si?0.2-0.3％、Pb?0.3-0.4％、Zr?0.05-0.06％，Mo??0.08-0.09％、Te?0.04-0.05％，Fe?0.07-0.08％、Co?0.02-0.03％、Cr?0.04-0.05％、Y?0.02-0.03％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。

作為優選，所述的高韌性鈦鋁合金板材，所述合金的各組分質量百分含量為：Al??9％、Ni??5％、Mn?0.9％、V?0.4％、Nb?0.4％、Si?0.2％、Pb?0.3％、Zr?0.05％，Mo??0.08％、Te?0.04％，Fe?0.07％、Co?0.02％、Cr?0.04％、Y?0.02％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。

作為優選，所述的高韌性鈦鋁合金板材，所述合金的各組分質量百分含量為：Al??10％、Ni??6％、Mn?1％、V??0.5％、Nb??0.5％、Si?0.3％、Pb??0.4％、Zr??0.06％，Mo??0.09％、Te??0.05％，Fe??0.08％、Co?0.03％、Cr?0.05％、Y?0.03％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。

作為優選，所述的鈦鋁合金板材，所述合金的各組分質量百分含量為：Al??9.5％、Ni??5.5％、Mn?0.95％、V?0.45％、Nb?0.45％、Si?0.25％、Pb?0.35％、Zr?0.055％，Mo??0.085％、Te?0.045％，Fe?0.075％、Co?0.025％、Cr?0.045％、Y?0.025％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。