CN101333612A - 一种低成本α+β型钛合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本α+β型钛合金，所述钛合金按重量百分比计含有：铝4.5－8％、铬0.3－2％、铁0.3－2％，钼0－1％，其余为钛和不可避免的杂质。本发明的α+β型钛合金与Ti－6Al－4V相比，不含贵金属钒，而综合力学性能与Ti－6Al－4V相当，从而在降低钛合金制造成本的同时提高了性价比，其市场前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体地说涉及一种低成本α+β型钛合金。
背景技术
α+β型钛合金广泛应用于航空、航天、汽车、高尔夫球杆头、自行车等领域，其典型代表是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金。Ti-6Al-4V合金具有良好的综合性能。目前Ti-6Al-4V合金使用量已占全部钛合金的一半以上，但由于Ti-6Al-4V合金含有贵金属钒，其价格也相当的昂贵。
发明内容
有鉴于此，为了克服Ti-6Al-4V合金价格昂贵致使其性价比较低的缺点，本发明提供一种性价比明显优于Ti-6Al-4V合金的α+3型钛合金。
本发明的一种低成本α+β型钛合金，所述钛合金由以下重量百分比组分组成：铝4.5-8％、铬0.3-2％、铁0.3-2％、钼0-1％，其余为钛和不可避免的杂质。
进一步，按重量百分比计，所述铝为6.0％、所述铬为1.0％、所述铁为0.8％。
进一步，按重量百分比计，所述铝为6.0％、所述铬为0.3％、所述铁为1.0％，所述钼为0.8％。
进一步，所述杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比小于0.4％。
本发明钛合金可采用熔铸压力加工法或粉末冶金法等钛合金的一般制备方法生产。控制杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比不超过0.4。所述铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁以铝铁中间合金形式加入，钼以铝钼中间合金的形式加入，以确保合金成分的准确性和均匀性从而确保合金材料性能的一致性。
本发明α+β型钛合金与Ti-6Al-4V相比，不含贵金属钒，以价格便宜的铬和铁替代钒从而降低了钛合金的制造成本；综合力学性能与Ti-6Al-4V相当，因此本发明钛合金比Ti-6Al-4V合金具有更优越的性价比，市场前景广阔。
具体实施方式
实施例1
采用熔铸压力加工法制造本发明钛合金，具体按合金成分配料，合金的重量百分比组成为：铝6.0％，铬1.0％，铁0.8％，其余为钛和不可避免的杂质，其中铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁元素以铝铁中间合金形式加入。将以上合金元素组成电极采用二次真空自耗熔炼成铸锭，熔炼真空度要求低于1Pa。在熔炼过程中，控制碳、氢、氧、氮元素的总重量百分比不超过0.4。铸锭在1000～1200℃进行开坯锻造，然后在900～1000℃制成板坯。接着进行热轧，热轧温度在800～1000℃之间，热轧板经退火处理后冷轧得到钛合金板材。
将制得的钛合金板(厚度为1.2mm)经测试，室温下的力学性能如下表1.1
表1.1本发明钛合金室温力学性能
| 取样方向 | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 伸长率(％) |
| 轧向 | 870 | 1000 | 16 |
| 垂直轧向 | 895 | 930 | 16.5 |
比较本发明钛合金与相同厚度的Ti-6Al-4V合金退火板材在室温下的综合性能，结果见表1.2。
表1.2本发明钛合金与Ti-6Al-4V合金室温性能比较
| 钛合金名称 | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 伸长率(％) |
| Ti-6Al-4V | 870 | 925 | ≥10 |
| 本发明钛合金 | 870 | 1000 | 16 |
由表中数据可以看出，本发明钛合金的，室温力学性能与Ti-6Al-4V相当，而成本比Ti-6Al-4V低，其性价比明显优于Ti-6Al-4V。
实施例2
采用熔铸压力加工法制造本发明钛合金，具体按合金成分配料，合金的重量百分比组成为：铝5.0，铬1.0，铁1.0，其余为钛和不可避免的杂质，其中铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁元素以铝铁中间合金形式加入。将以上合金元素组成电极采用二次真空自耗熔炼成铸锭，熔炼真空度要求低于1Pa。在熔炼过程中，控制碳、氢、氧、氮元素的总重量百分比不超过0.4。铸锭在1000～1200℃进行开坯锻造，然后在900～1000℃制成板坯。接着进行热轧，热轧温度在800～1000℃之间，热轧板经退火处理后冷轧得到钛合金板材。
将制得的钛合金板(厚度为1.2mm)经测试，室温下的力学性能如下表2.1
表2.1本发明钛合金室温力学性能
| 取样方向 | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 伸长率(％) |
| 轧向 | 835 | 785 | 18 |
| 垂直轧向 | 775 | 830 | 34 |
实施例3
实施例3基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝6.0，铬0.3，铁1.0，钼0.8，其余为钛和不可避免的杂质，钼以铝钼中间合金的形式加入。
将制得的钛合金板(厚度为1.2mm)经测试，室温下的力学性能如下表3.1
表3.1本发明钛合金室温力学性能
| 取样方向 | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 伸长率(％) |
| 轧向 | 880 | 1015 | 16.5 |
| 垂直轧向 | 900 | 945 | 18 |
实施例4
实施例4基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝8.0，铬2.0，铁0.3，其余为钛和不可避免的杂质。
实施例5
实施例5基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝4.5，铬2.0，铁2.0，其余为钛和不可避免的杂质。
实施例6
实施例6基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝7.0，铬0.3，铁1.0，其余为钛和不可避免的杂质。
实施例7
实施例7基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝8.0，铬2.0，铁0.3，钼0.9其余为钛和不可避免的杂质。
实施例8
实施例8基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝5.0，铬2.0，铁2.0，钼0.7其余为钛和不可避免的杂质。
实施例9
实施例9基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为：铝7.0，铬0.3，铁1.0，钼0.5其余为钛和不可避免的杂质。
Claims (4)
1.一种低成本α+β型钛合金，其特征在于，所述钛合金由以下重量百分比组分组成：铝4.5-8％、铬0.3-2％、铁0.3-2％、钼0-1％，其余为钛和不可避免的杂质。
2.按照权利要求1所述的α+β型钛合金，其特征在于，按重量百分比计，所述铝为6.0％、所述铬为1.0％、所述铁为0.8％。
3.按照权利要求1所述的α+β型钛合金，其特征在于，按重量百分比计，所述铝为6.0％、所述铬为0.3％、所述铁为1.0％，所述钼为0.8％。
4.按照权利要求1、2或3所述的α+β型钛合金，其特征在于：所述杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比小于0.4％。
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| CNA2008101179047A CN101333612A (zh) | 2008-08-05 | 2008-08-05 | 一种低成本α+β型钛合金 |
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| CN101333612A true CN101333612A (zh) | 2008-12-31 |
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