[發明專利]一種低彈性模量亞穩β鈦合金及制備方法

有效

• 申請號: 201410036212.5
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103740982B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 劉會群;高頎;易丹青;王鼎春;尹勝利;楊奇;石為民
• 申請（專利權）人: 寶鈦集團有限公司;中南大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/02;C22F1/18
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 顏勇

1.一種低彈性模量亞穩β鈦合金，其成分以質量百分比計為：

Nb??18～27%；

Mo??0.5～2%；

Zr??3～5%；

Sn??7～9%；

O???0.1～0.3%，余量為Ti。

2.一種制備如權利要求1所述的低彈性模量亞穩β鈦合金的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：配料

按設計的β鈦合金的成分配取各組分，混合均勻，壓制成型，得到坯料；

步驟二：合金制備

將步驟一所得坯料作為自耗電極，進行至少1次真空自耗電弧熔煉，冷卻，得到低彈性模量亞穩β鈦合金錠；熔煉時，控制熔煉爐內的真空度≤1.33×10^-2Pa；熔煉的溫度為1600-1700℃。

3.根據權利要求2所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：步驟二所得合金錠在保護氣氛下均勻化退火，均勻化退火后，在合金錠表面刷涂一層高溫保護涂料，自然風干后在900-1000℃保溫90-150min，開坯鍛造，得到鍛坯，終鍛溫度控制在800℃以上；所述均勻化退火溫度為900-1000℃，時間為8-12小時。

4.根據權利要求3所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：鍛坯經熱軋和/或冷軋處理制備成熱軋板或冷軋板；熱軋前，在鍛坯表面刷涂一層高溫保護涂料，自然風干后熱軋；熱軋溫度為800-900℃；所述熱軋的總變形量為70-80%；所述冷軋的總變形量為60%-80%。

5.根據權利要求4所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：在冷軋板表面刷涂一層高溫保護涂料，于800～900℃進行固溶處理30-60min后水淬，得到時固溶態板材。

6.根據權利要求5所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：固溶態板材，加熱至300-650℃，保溫：10min～5h，水淬進行時效處理，得到時效態板材。

7.根據權利要求4-6任意一項所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：β鈦合金組分中，Nb、Mo、Sn以含Ti中間合金的形式加入，O以氧化鈦的形式加入，Zr以純度≥99.9%的海綿Zr的形式加入，鈦以零級海綿Ti的形式加入，合金中，Ti的總含量由含Ti中間合金中的Ti以及氧化鈦中的Ti與海綿Ti共同構成。

8.根據權利要求7所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：步驟二中，真空自耗電弧熔煉的次數為2-3次，每次熔煉時間為30-60min。

9.根據權利要求8所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：所制備的低彈性模量亞穩β鈦合金的彈性模量為E=40～73GPa、屈服強度為σ_0.2=260～864MPa、抗拉強度為σ_b=686～1094MPa、伸長率為ε=4～20%，斷面收縮率為：20～52%。

10.根據權利要求3-5任意一項所述的一種低彈性模量亞穩β鈦合金的制備方法，其特征在于：所述高溫保護涂料為氧化鋁或氮化硼，涂刷厚度為0.3-0.6mm。