[發明專利]一種高強耐腐蝕鈦合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810876566.9
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108913947B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 劉日平;陳博涵;王飛;劉曙光;馬明臻;景勤;張新宇
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C16/00;C22C30/00;C22C1/02;C22F1/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種高強耐腐蝕鈦合金及其制備方法，本發明提供的鈦合金按質量含量計，包括Al 4.5～6.0％、V3.5～4.5％、Zr(0,50％]和余量的Ti。本發明嚴格控制各元素的含量，Zr與Ti易形成無限固溶體，起到固溶強化的作用；由于Zr作為鈍化金屬相對于Ti的致鈍電位更負，鈍化能力更強，更易在合金表面生成鈍化膜，合金在多種腐蝕介質中的耐腐蝕性能均得到提升。實驗結果表明，本發明提供的高強耐腐蝕鈦合金的與相同處理工藝獲得的對比合金(Ti?5Al?4V)相比較，在氯化鈉溶液中的抗腐蝕能力提升幅度達50.42％。

技術領域

本發明涉及鈦合金技術領域，特別涉及一種高強耐腐蝕鈦合金及其制備方法。

背景技術

鈦合金以其高比強度、高比模量、耐腐蝕等一系列優勢，具有廣泛的應用優勢，在海洋工程、航空航天、生物醫學、冶金、化工、輕工等諸多領域均得到重視。

鈦合金以其所具有的較高強度、良好的成型性能和焊接性能，多采用板材沖壓加工成薄壁型零件，并經過焊接制成飛機蒙皮及前進氣罩帽等構件的方式，在航空航天工業中得到廣泛應用。但是，傳統鈦合金多通過變形強化手段對材料進行強化，不僅制備方式繁瑣，傳統鈦合金的強度和耐腐蝕性難以滿足現階段工業生產和國防事業的發展需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高強耐腐蝕鈦合金及其制備方法。本發明提供的鈦合金具有良好的耐腐蝕性和較高強度；本發明中的鈦合金無需經過變形處理，在鑄態條件下強度和耐腐蝕性就可以滿足現階段工業生產和國防事業發展要求。

本發明提供了一種高強耐腐蝕鈦合金，按質量含量計，包括Al 4.5～6.0％、V3.5～4.5％、Zr(0,50％]和余量的Ti。

優選的，所述高強耐腐蝕鈦合金包括Al 5.5～5.8％、V4.3～4.4％、Zr 10～40％和余量的Ti。

優選的，所述高強耐腐蝕鈦合金含有由亞穩β相和板條狀α′馬氏體相共同組成的網籃組織；所述板條狀α相的寬度為1.6～7.2μm。

本發明還提供了上述技術方案所述的高強耐腐蝕鈦合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)將合金原料熔煉后得到鑄態合金坯；

(2)將所述步驟(1)得到的鑄態合金坯進行退火處理，得到退火態坯；

(3)將所述步驟(2)得到的退火態坯進行固溶處理，得到高強耐腐蝕鈦合金。

優選的，所述步驟(1)中熔煉為真空電弧熔煉，所述真空電弧熔煉的溫度為2000～2500℃。

優選的，所述步驟(1)中熔煉反復進行5次以上。

優選的，所述步驟(2)中退火處理的保溫溫度為650～750℃，退火處理的保溫時間為2～3h，退火處理的冷卻方式為隨爐冷。

優選的，所述步驟(2)退火處理的保溫過程和步驟(3)中固溶處理的保溫過程獨立地在保護氣氛下進行。

優選的，所述步驟(3)中固溶處理的保溫溫度根據合金原料中鋯含量確定，每含1wt.％的Zr保溫溫度自760～780℃降低2～2.5℃。

優選的，所述步驟(3)中固溶處理的保溫溫度為650～780℃，固溶處理的保溫時間為30～60min，固溶處理的冷卻方式為水淬。