[發(fā)明專利]一種船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810209249.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108284287B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹艷超;張斌斌;李士凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號(hào): B23K35/32
• 分類號(hào): B23K35/32;B23K35/40
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

本發(fā)明涉及船用鈦合金應(yīng)用研究評(píng)價(jià)體系中的船用鈦合金韌性考核試驗(yàn)材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲及其制備方法。所述焊絲由以下質(zhì)量百分比的元素組分制備而成：鋁：2.0?7.0%，鉬：3.0?6.0%，釩：5.0?10.0%，鉻：2.0?5.0%，錫：1.0?5.0%，余量為鈦。通過(guò)本發(fā)明的焊絲可解決落錘試驗(yàn)、爆炸試驗(yàn)等在船用鈦合金韌性考核應(yīng)用過(guò)程中面臨的引入自然尖銳裂紋的難題，進(jìn)而可完善船用鈦合金落錘試驗(yàn)、爆炸試驗(yàn)方法等，使船用鈦合金應(yīng)用研究考核評(píng)價(jià)體系更加完整。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船用鈦合金應(yīng)用研究評(píng)價(jià)體系中的船用鈦合金韌性考核試驗(yàn)材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)

裂紋源脆性焊道在許多金屬韌性性能考核試驗(yàn)中得到了應(yīng)用。在應(yīng)用中，首先在金屬基材上堆焊裂紋源脆性焊道，然后采用外來(lái)載荷對(duì)脆性焊道進(jìn)行沖擊并導(dǎo)致脆性焊道開(kāi)裂以在脆性焊道上引入一條尖銳的自然裂紋，通過(guò)脆性焊道上的自然裂紋擴(kuò)展至金屬基體材料使金屬基體材料產(chǎn)生尖銳的自然裂紋，最后以金屬基體材料上的裂紋模擬實(shí)際服役工況，對(duì)金屬基體材料進(jìn)行相關(guān)研究。我國(guó)通過(guò)對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)及消化吸收，在GB/T6803-2008《鐵素體鋼的無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法》以及GJB 607A-98《金屬材料及其焊件的爆炸試驗(yàn)方法》中，對(duì)于船用鋼的裂紋源脆性焊道堆焊焊條制定了明確的標(biāo)準(zhǔn)。

近些年來(lái)，鈦合金以其諸多優(yōu)良特性，例如：具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕性強(qiáng)、耐高低溫、透聲性好、無(wú)磁性、可冷熱成形、焊接性能好，特別是在海水和酸性烴類化合物中具有優(yōu)異的耐蝕性，成為了海洋技術(shù)特別是含鹽環(huán)境優(yōu)選的材料。因此，鈦合金被譽(yù)為“海洋金屬”，是海洋工程最有前途的金屬材料，從而使鈦合金材料大量應(yīng)用于我國(guó)的艦船制造領(lǐng)域中。

但是由于我國(guó)船用鈦合金研究起步晚，船用鈦合金的應(yīng)用評(píng)價(jià)體系還未健全，沒(méi)有專用于鈦合金材料的專用裂紋源脆性焊道堆焊材料，在通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的鋼絲或不銹鋼絲在鈦合金基體材料上堆焊裂紋源脆性焊道進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往脆性焊道的開(kāi)裂不能擴(kuò)展至鈦合金基體材料上，無(wú)法在鈦合金基材上引入尖銳的自然裂紋來(lái)模擬實(shí)際服役工況，阻礙了船用鈦合金應(yīng)用考核評(píng)價(jià)試驗(yàn)的進(jìn)一步發(fā)展，也阻礙了鈦合金材料在艦船制造中的全面應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲及其制備方法，以解決落錘試驗(yàn)、爆炸試驗(yàn)等在船用鈦合金韌性考核應(yīng)用過(guò)程中面臨的引入自然尖銳裂紋的難題，進(jìn)而完善船用鈦合金落錘試驗(yàn)、爆炸試驗(yàn)方法等，使船用鈦合金應(yīng)用研究考核評(píng)價(jià)體系更加完整。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲，所述焊絲由以下質(zhì)量百分比的元素組分制備而成：鋁：2.0-7.0%，鉬：3.0-6.0%，釩：5.0-10.0%，鉻：2.0-5.0%，錫：1.0-5.0%，余量為鈦。

一種制備船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）、按照所述質(zhì)量百分比分別稱取鋁、鉬、釩、鉻、錫以及鈦元素，將稱取到的鋁、鉬、釩、鉻、錫以及鈦元素經(jīng)過(guò)混合后通過(guò)壓制制備成電極；

2）、將步驟1）中制備的電極通過(guò)真空自耗電弧熔煉制備成鑄錠，真空自耗電弧熔煉的次數(shù)不小于三次；

3）、將步驟2）中制備的鑄錠經(jīng)車皮和去縮口后經(jīng)過(guò)加熱進(jìn)行開(kāi)坯鍛造制備成鍛件；

4）、將步驟3）中制備的鍛件軋制成盤(pán)條；

5）、將步驟4）中制備的盤(pán)條通過(guò)拉拔拉制成φ0.8～φ4 mm規(guī)格的圓絲，或?qū)⒉襟E4）中制備的盤(pán)條采用線切割制成0.3～8mm規(guī)格的方絲,所述圓絲或方絲即為船用鈦合金的裂紋源脆性焊道堆焊焊絲。