[發(fā)明專利]100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110747372B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 王新;王儉;喬璐;李蒙;劉繼雄;張平輝;王小翔;劉釗;強剛剛
• 申請（專利權）人: 寶鈦集團有限公司;寶雞鈦業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/02;C22F1/18;C22B9/20;C22B7/00;B21C37/02
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 劉桐

本發(fā)明提供一種100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材，其組份按質量百分比計為：Al：3.0～6.0wt.％；Mo：3.0～5.5wt.％；V：3.0～5.5wt.％；Cr：0.1～2.0wt.％；Fe：0.1～2.0wt.％；O：≤0.20wt.％；N：≤0.10wt.％；C：≤0.10wt.％；余量為Ti和不可避免的雜質；所述100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材的上述所有組份的原料為純鈦殘料和鈦合金殘料；其中，所述純鈦殘料為TA1、TA2、TA3、TA4中的一種或多種，所述鈦合金殘料為TA11、TA18、TB2、TB6、TC4、TC6、TC18的一種或幾種。本發(fā)明還提供一種100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材的制備方法。與相關技術相比，本發(fā)明的100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材及其制備方法制備的所述100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材拉伸強度大于1150MPa。

技術領域

本發(fā)明涉及一種鈦合金制備加工領域，尤其涉及一種100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材及其制備方法。

背景技術

由于鈦合金具有密度小、比強度高和耐蝕性優(yōu)異等一系列優(yōu)點，從而在航空航天、艦船和化工等領域的研究和應用越來越廣泛。由于鈦及鈦合金的成本較高，限制了鈦及鈦合金的大規(guī)模應用。因此，低成本鈦合金的研究和應用受到世界各國的關注，相繼投入大量的財力和人力進行低成本鈦合金材料的研制以及短流程制備加工技術開發(fā)。

原材料成本高是造成鈦合金成本高的重要原因，添加返回料是降低原材料成本的最有效的途徑。國內外開展添加返回爐料的低成本鈦合金研究工作都是采用海綿鈦、中間合金和返回料進行相互配比，且返回料的添加比例都不高，無法顯著降低鈦合金的成本；同時，關于采用添加返回料的方法降低鈦合金的途徑都是以TC4和TA15鈦合金為主，這兩種合金的強度分別在900MPa和1000MPa級，強度處于中等水平。近年來，國防軍工和民用領域對低成本高強鈦合金的需求迫切，而我國在低成本高強鈦合金的研究和應用領域還處于空白。

目前，高強度鈦合金體系以Ti-Al-Mo-V-Cr-Fe系合金為主，典型代表是TC18鈦合金。TC18鈦合金是前蘇聯航空材料研究院于上世紀70年代中期研制的一種近β型結構鈦合金材料，名義成分為 Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr(wt％)。該合金具有高強、高韌和高淬透性，被稱為“三高”鈦合金。該合金在退火狀態(tài)下的強度極限可達1080MPa，在強化熱處理狀態(tài)下強度可以達到1200MPa甚至更高，具有較滿意的延伸率、斷面收縮率和沖擊韌性等。俄羅斯對該合金的加工技術進行了深入研究，較好的掌握了其加工工藝技術，并進行了工業(yè)化生產，產品在航空航天領域得到廣泛應用，例如飛機承力框架、起落架等，產品形式有鍛件、棒材、型材、厚板和管材等。國內鈦企業(yè)也相繼開展過TC18鈦合金鍛件、棒材、型材和厚板等研制工作。由于TC18鈦合金所含元素種類較多，既包括低熔點組元Al，也包含高熔點組元 Mo，同時也包括易偏析元素Cr和Fe，不但增加了合金的熔煉難度，同時該合金的回收處理也是一個問題，尚不能進行回收處理。目前，國內相關鈦企業(yè)內部存在大量TA1、TA2、TA3、TA4、TA11、TA18、 TB2、TB6、TC4、TC6和TC18鈦合金殘料，無法回收利用，造成了巨大的材料浪費。

因此，有必要提供一種新的100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材及其制備方法解決上述問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材及其制備方法，用以實現獲得成本低且強度高的鈦合金。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材，其組份按質量百分比計為：Al：3.0～ 6.0wt.％；Mo：3.0～5.5wt.％；V：3.0～5.5wt.％；Cr：0.1～2.0wt.％； Fe：0.1～2.0wt.％；O：≤0.20wt.％；N：≤0.10wt.％；C：≤0.10wt.％；余量為Ti和不可避免的雜質；所述100％返回爐料制備低成本高強度鈦合金板材的上述所有組份的原料為純鈦殘料和鈦合金殘料。