[發明專利]一種多功能鈦合金、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010980269.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112063887B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 肖文龍;付雨;趙新青;馬朝利
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

1.一種多功能鈦合金的制備方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

步驟a.根據鈦合金的β相穩定性范圍確定合金成分，使所獲得的合金能在后續處理中發生應力誘導的β→α?馬氏體相變，具體的，所述合金成分為：Ti-17Nb-6Sn-4Zr-0.8Fe-0.2O；所述鈦合金的β相穩定性范圍由其電子參數和鉬當量確定，其中，價電子濃度e/a=4.133，=2.813，=2.435，鉬當量為2.41；

步驟b.對上述得到的鈦合金在α+β兩相區進行熱變形和退火熱處理；處理后鈦合金組織由再結晶的等軸β基體和少量細小等軸初生α相組成；

步驟c. 采用應力誘導使上述鈦合金發生β→α?馬氏體轉變；

將退火熱處理后的所述鈦合金進行12.5%預拉伸變形處理，處理后的多功能鈦合金組織為α′馬氏體和β相，所述β相的體積分數低于10%；所述多功能鈦合金的彈性模量不高于29GPa；抗拉強度不低于1081MPa；彈性應變極限不低于3.1%；斷后延伸率為8%；具有寬應變范圍超彈性，具體為變形量12%后超彈性為3%；超高溫形狀記憶效應，具體為800℃形狀恢復為2.7%。

2.一種多功能鈦合金的制備方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

步驟a. 根據鈦合金的β相穩定性范圍確定合金成分，使所獲得的合金能在后續處理中發生應力誘導的β→α?馬氏體相變，具體的，所述合金成分為：Ti-17Nb-6Sn-4Zr-0.8Fe-0.2O；所述鈦合金的β相穩定性范圍由其電子參數和鉬當量確定，其中，價電子濃度e/a=4.133，=2.813，=2.435，鉬當量為2.41；

步驟b.對上述得到的鈦合金在α+β兩相區進行熱變形和退火熱處理；處理后鈦合金組織由再結晶的等軸β基體和少量細小等軸初生α相組成；

步驟c. 采用應力誘導使上述鈦合金發生β→α?馬氏體轉變；

將退火熱處理后的所述鈦合金進行冷軋變形，軋制厚度減薄量為10%；

經軋制變形制備得到的Ti-17Nb-6Sn-4Zr-0.8Fe-0.2O多功能鈦合金相組成主要為α′馬氏體和少量剩余β相，通過拉伸測試，彈性模量為49GPa，抗拉強度為1003MPa，彈性應變極限為2%。

3.根據權利要求2所述的多功能鈦合金的制備方法，其特征在于，所述步驟b的熱變形溫度為600~800℃，所述步驟b的退火溫度為700-800℃，退火時間10~120min。

4.根據權利要求1-2任一項所述的方法制備的多功能鈦合金，其特征在于，多功能鈦合金具有由應力誘導產生的β→α?馬氏體組織轉變，且其彈性功能性和強度結構性來自于應力誘導產生的β→α?馬氏體轉變。

5.權利要求4所述多功能鈦合金在航空航天高強度高彈性部件、高溫形狀記憶部件和生物醫用高強度高彈性部件的應用。