[發(fā)明專利]一種低成本高強度高鈦合金及其制備方法在審

申請?zhí)枺?/td>	201710918992.X	申請日：	2017-09-30
公開（公告）號：	CN107746992A	公開（公告）日：	2018-03-02
發(fā)明（設計）人：	劉立斌;吳迪;章立鋼;王振宇;盛金文	申請（專利權）人：	中南大學
主分類號：	C22C14/00	分類號：	C22C14/00;C22C1/03;C22F1/18
代理公司：	南京鐘山專利代理有限公司32252	代理人：	李小靜
地址：	410006 ***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種低成本強度鈦合金及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明屬于金屬材料制備加工技術領域，尤其涉及一種低成本高強度高鈦合金及其制備方法。

背景技術

鈦合金具有密度小，比強度、比剛度高，耐腐蝕，良好的高低溫性能和生物兼容性等特點，因此作為理想的結構材料和功能材料被大量應用于航空航天、艦船制造、石油化工、海洋工程、生物醫(yī)學和建筑裝飾等領域,且獲得了良好的經濟和社會效益。

目前廣泛應用的商業(yè)高強度近β鈦合金有Ti-1023，BT22，和VST5553，這些合金都或使用了較大含量的高成本Mo％+V％，具有較高的成本；或沒有明顯的價格優(yōu)勢且合金強度低。

如專利號為201610934241.2，“一種含Fe的低成本近β型高強鈦合金及其制備方法”所述鈦合金中所含合金元素重量百分比為：Al：2.5％-5.5％；Fe：0.5-2.2％；Mo：4.7％-5.7％；Cr：3.5％-4.5％；Zr：1.5％-3.5％；其中昂貴元素Mo含量較高，同時由于Mo為高熔點金屬，這無疑提高了合金元素成本和熔煉成本。

專利號為201310006614.6，“一種含Cr、Mn合金元素的低成本鈦合金”該合金的重量百分比組成為：Cr：10～12％，Mn：3～5％，Al：4～5％，余量為Ti和不可避免的雜質，合金的強度達到了1407MPa，但是合金中具有較高的Mn元素，Mn元素在鈦合金中屬于快速析出的共析型元素，在合金中很容易產生偏析，這無疑增加了合金的熔鑄和加工成本，且合金中Cr含量超過10％，這會使合金不夠穩(wěn)定，縮短合金的使用壽命，且其強度也沒有達到1500MPa級別。

如專利號為201410821718.7，“一種低成本高強高韌鈦合金及其制備方法”該合金的重量百分比組成為：Al：2.5-3.5％、Fe：0.85-2.35％、V：3.0-8.0％、Cr：1.0-5.0％、O<0.2％，余量為Ti，不僅合金中廉價元素Cr和Fe含量較低，且昂貴元素V的含量較高，而且其合金強度只有1106-1289MPa。

再比如專利號為201610985168.1，名稱為“一種低成本鈦合金及其制備方法”和專利號為201610130527.5，名稱為“一種含Fe和Mn元素的低成本鈦合金”，兩種合金Fe含量分別為0.5-5wt.％和4-6wt.％，其合金強度分別為750MPa-850MPa和1203MPa-1233Mpa，與高強度合金相比具有明顯的差距。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種低成本高強度高鈦合金及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種低成本高強度高鈦合金，所述鈦合金的重量百分比組成為：Cr：3～8％，Fe：0.5～2％，Al：4～7.75％，V：3～5％，O：≤0.2％，C：≤0.08％，N：≤0.05％，余量為鈦和不可避免的雜質。

優(yōu)選地，所述鈦合金的重量百分比組成為：Cr：5～7％，Fe：0.8～1.5％，Al：5.5～6.75％，V：3.5～4.75％，O：≤0.2％，C：≤0.08％，N：≤0.05％，余量為鈦和不可避免的雜質。

優(yōu)選地，所述鈦合金的重量百分比組成為：Cr：6％，Fe：1％，Al：6％，V：4％，O：≤0.2％，C：≤0.08％，N：≤0.05％，余量為鈦和不可避免的元素。

優(yōu)選地，所述鈦合金的鉬當量[Mo]_當為9～19.5，鋁當量[A1]_當為4～8；

[Mo]_當的計算公式為：[Mo]_當＝0.67V+1.6Cr+2.85Fe；

[A1]_當的計算公式為：[A1]_當＝Al。

作為一個總的發(fā)明構思，本發(fā)明還提供一種上述的低成本高強度高鈦合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照配比，稱取海綿鈦、Al-V中間合金、純Al、純Cr，純Fe，得到混合原料；

(2)將步驟(1)所得的混合原料壓制成電極；