[發(fā)明專利]一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金及其鑄錠制備方法

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• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113005329A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文盛;劉向宏;陳小苗;陳海生;田彥文;張小航;王凱旋;馮勇;張平祥
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/03
• 代理公司: 西安乾方知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61259
• 代理人: 胡思棉

1.一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金，其特征在于：該鈦合金的重量百分比組成為：Al：5.5％～6.5％；Mo：2.5％～3.5％；Cr：2.5％～3.5％；Zr：1.0％～2.0％；Nb：0.5％～1.5％；Si：0.05％～0.25％；O：0.08％～0.15％；余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)；雜質(zhì)元素總量≤0.03％，以上組分重量百分比之和為100％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金，其特征在于，所述Al、Mo、Cr、Nb、Si元素分別來源于二元中間合金，O元素為原料自帶。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金，其特征在于，所述Mo采用AlMo合金加入，Cr采用AlCr合金加入，Nb采用NbTi合金加入，Si采用TiSi合金加入，Zr采用0.83mm～12.7mm的顆粒海綿鋯，Ti采用0.83mm～12.7mm的顆粒海綿鈦。

4.一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟1)，制備電極：

按照以下重量百分比配料：Al：5.5％～6.5％，Mo：2.5％～3.5％，Cr：2.5％～3.5％，Zr：1.0％～2.0％，Nb：0.5％～1.5％，Si：0.05％～0.25％，O：0.08％～0.15％，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)，雜質(zhì)元素總量不超過0.30％，以上組分重量百分比之和為100％；將所述配料進(jìn)行單塊電極混料，并壓制成電極塊；

步驟2)，將電極塊焊接為自耗電極：

步驟3)，將自耗電極進(jìn)行多次真空自耗電弧熔煉，得到WSTi53311鈦合金鑄錠。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，用夾具夾緊步驟1)得到的電極塊，采用非鎢極氬氣保護(hù)等離子箱將電極塊組焊接為自耗電極。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟2)電極塊的焊接電流為220A～400A，焊接電壓為30V～45V。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中第一次真空自耗電弧熔煉參數(shù)為：坩堝規(guī)格Φ160mm～Φ560mm，熔前真空度≤2.0Pa，漏氣率≤1.0Pa/min，熔煉電壓30V～40V，熔煉電流8kA～24kA，穩(wěn)弧電流直流3.0A～14.0A，冷卻時(shí)間6h～10h。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中第二次真空自耗電弧熔煉參數(shù)為：坩堝規(guī)格Φ220mm～Φ640mm，熔前真空度≤1.8Pa，漏氣率≤0.8Pa/min，熔煉電壓34V～40V，熔煉電流10kA～28kA，穩(wěn)弧電流交流5.0A～16.0A，冷卻時(shí)間6h～12h。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種WSTi53311中高強(qiáng)度高韌性α+β型鈦合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中第三次真空自耗電弧熔煉參數(shù)為：坩堝規(guī)格Φ280mm～Φ850mm，熔前真空度≤1.8Pa，漏氣率≤0.5Pa/min，熔煉電壓34V～40V，熔煉電流5kA～28kA，穩(wěn)弧電流交流8.0A～18.0A，冷卻時(shí)間6h～12h。