[發明專利]增材制造用高強度鈦合金

在審

• 申請號: 201880096998.6
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN112823216A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 納塔利婭·格奧爾基耶夫納·米特羅波爾斯卡亞;邁克爾·奧特維奇·萊德爾;伊戈·尤利耶維奇·普扎科夫;阿列克謝·謝爾蓋耶維奇·扎伊采夫;娜塔莉亞·尤爾耶夫納·塔倫科瓦;羅伯特·戴維·伯里格斯;阿拉什·格哈伯奇;簡·帕里什·凱瑟琳;喬恩·克里爾·馬修
• 申請（專利權）人: 波音公司;威森波-阿維斯瑪股份公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;B33Y10/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張曉影

一種增材制造用鈦合金，包括：5.5至6.5wt％的鋁(Al)；3.0至4.5wt％的釩(V)；1.0至2.0wt％的鉬(Mo)；0.3至1.5wt％的鐵(Fe)；0.3至1.5wt％的鉻(Cr)；0.05至0.5wt％的鋯(Zr)；0.2至0.3wt％的氧(O)；最多0.05wt％的氮(N)；最多0.08wt％的碳(C)；最多0.25wt％的硅(Si)；且余量為鈦，其中鋁結構當量值[Al]_eq在7.5至9.5wt％范圍內，并且由以下等式定義：[Al]_eq＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6，并且其中鉬結構當量值[Mo]_eq在6.0至8.5wt％范圍內，并且由以下等式定義：[Mo]_eq＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5。

技術領域

本申請涉及鈦合金，并且更具體地涉及用于增材制造的高強度α-β鈦合金。

背景技術

鈦合金通常表現出高強度與重量的比率、優異的耐腐蝕性和高溫性能。因此，鈦合金通常用于航空航天工業，例如制造各種飛行器組件等。

鈦合金比較昂貴，并且可能難以機加工成符合航空航天規格的復雜部件。這已導致航空航天工業發展了網狀(或近網狀)技術，包括增材制造工藝，其可減少所需的機加工量。

Ti-6Al-4V由于其延展性以及相對較高的拉伸強度和剪切強度，是航空航天業中最常用的鈦合金之一。對于許多應用，在軋機退火條件下實現所需的Ti-6Al-4V的機械性能。當Ti-6Al-4V處于固溶處理和老化(STA)條件下時，甚至可以獲得更大的強度。但是，處于固溶處理和老化(STA)條件下的Ti-6Al-4V制造成本更高，并且限于相對較小的截面。此外，在固溶處理和老化(STA)條件下提高Ti-6Al-4V的強度通常是以延展性為代價的。

因此，本領域技術人員在鈦合金和增材制造領域中繼續進行研究和開發工作。

發明內容

一種鈦合金，包括(例如，基本上由以下成分組成)：5.5至6.5wt％的鋁(Al)；3.0至4.5wt％的釩(V)；1.0至2.0wt％的鉬(Mo)；0.3至1.5wt％的鐵(Fe)；0.3至1.5wt％的鉻(Cr)；0.05至0.5wt％的鋯(Zr)；0.2至0.3wt％的氧(O)；最多0.05wt％的氮(N)；最多0.08wt％的碳(C)；最多0.25wt％的硅(Si)；且余量為鈦，其中，鋁結構當量值[Al]_eq在7.5至9.5wt％的范圍內，并且由以下等式定義：

[Al]_eq＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6，并且其中，鉬結構當量值[Mo]_eq在6.0至8.5wt％的范圍內，并且由以下等式定義：

[Mo]_eq＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5。

一種粉末組合物，包括(例如基本上由以下成分組成)：5.5至6.5wt％的鋁(Al)；3.0至4.5wt％的釩(V)；1.0至2.0wt％的鉬(Mo)；0.3至1.5wt％的鐵(Fe)；0.3至1.5wt％的鉻(Cr)；0.05至0.5wt％的鋯(Zr)；0.2至0.3wt％的氧(O)；最多0.05wt％的氮(N)；最多0.08wt％的碳(C)；最多0.25wt％的硅(Si)；且余量為鈦，其中，鋁結構當量值[Al]_eq為7.5至9.5wt％，并且由以下等式定義：

[Al]_eq＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6，并且其中，鉬結構當量值[Mo]_eq為6.0至8.5wt％，并且由以下等式定義：

[Mo]_eq＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5。