[發明專利]用于高溫應用的β鈦合金板

有效

• 申請號: 201680026145.6
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN107567506B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 帕尼·古蒂帕緹;高坂洋司
• 申請（專利權）人: 鈦金屬公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 王蕊;李軼

本發明提供了一種可冷軋的β鈦合金，其表現出優異的抗拉強度和高溫抗蠕變和耐氧化性。在一種形式中，該β鈦合金包括鉬的量是13.0wt％?20.0wt％，鈮2.0wt％?4.0wt％，硅0.1wt％?0.4wt％，鋁3.0wt％?5.0wt％，以下的至少一種：最高至3.0wt％的鋯和最高至5.0wt％的錫，最高至0.25wt％的氧，以及余量為鈦和偶存的雜質。此外，每個元素的范圍滿足下面的條件：(i)6.0wt％≤Xwt％≤7.5wt％；和(ii)3.5wt％≤Ywt％≤5.15wt％，其中Xwt％＝鋁+錫/3+鋯/6+10*(氧+氮+碳)，和Ywt％＝鋁+硅*(鋯+錫)。

技術領域

概括地，本發明涉及鈦合金。更具體而言，本發明涉及的鈦合金，其除了抗拉強度之外，還具有包括高溫抗蠕變和耐氧化性的性能組合，同時還能夠以冷軋板的形式來生產。

技術背景

這一節中的表述僅僅提供涉及本發明的背景信息，并且可以不構成現有技術。

鈦合金通常用于航天應用，這歸因于它們的優異的強度重量比和高溫能力。用于高溫發動機應用的一些常用的鈦合金是類α鈦合金例如Ti-6242S(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)，Ti-1100(Ti-6Al-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si)和Ti-834(Ti-5.8Al-4Sn-0.7Nb-0.5Mo-0.3Si-0.006C)。雖然這些合金具有優異的高溫強度和抗蠕變性，但是將這些合金生產成板或者帶的形式是非常有挑戰性的，這是因為它們差的熱加工性和有限的冷軋性。

歸因于航天應用中，和特別是具有更高運行溫度的飛機渦輪噴氣發動機日益增加的性能，一直期望新的和改進的鈦合金，其能夠滿足日益增加的機械和熱要求，同時表現出良好的制造特性。

發明內容

概括地，本發明涉及一種可冷軋的β鈦合金，其具有良好的抗拉強度、高溫(高于約1000°F(538℃))抗蠕變和耐氧化性的組合。該合金基本上由以重量百分比計的以下元素組成：約13.0-約20.0的鉬(Mo)，約2.0-約4.0的鈮(Nb)，約0.1-約0.4的硅(Si)，約3.0-約5.0的鋁(Al)，最高至約3.0的鋯(Zr)，最高至約5.0的錫(Sn)，最高至約0.25的氧(O)，余量為鈦(Ti)和其他偶存的雜質。任選的合金元素可以包括以重量百分比計的最高至約1.5的鉻(Cr)和最高至約2.0的鉭(Ta)，并且這些任選的合金元素的總量低于約3.0重量％(wt％)。

此外，本發明涉及一種可冷軋β鈦合金，其滿足下面的條件：

(i)6.0wt％≤Xwt％≤7.5wt％

(ii)3.5wt％≤Ywt％≤5.15wt％

其中：Xwt％＝Al+Sn/3+Zr/6+10*(O+N+C)

wt％＝Al+Si*(Zr+Sn)

本發明的合金是亞穩定的β(β-類型)鈦合金，其可以是帶或者冷軋成板規格等其他備料形式，并且表現出優異的冷成形性以及在用于飛機的液壓流體中的耐腐蝕性。

另外的應用領域將由本文提供的說明書而變得顯而易見。應當理解的是說明書和具體實施例目的僅僅是用于說明，并非意欲限制本發明的范圍。

附圖說明

本文所述的附圖僅僅用于說明目的，并非意欲以任何方式限制本發明的范圍。

圖1是根據本發明的β鈦合金與對比合金相比的測試數據的圖，其說明了在室溫，強度隨著等價合金的X-值增加而增加；

圖2是根據本發明的β鈦合金與對比合金相比的測試數據的圖，其說明了隨著等價合金的X-值增加，室溫延展性劣化；

圖3是根據本發明的β鈦合金與對比合金相比的測試數據的圖，其說明了隨著等價合金的X-值增加，抗蠕變性增強；