CN101372729A - 一种高强高韧钛合金 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强高韧钛合金，主要用于制造飞机机身、机翼和起落架结构件中的锻造零件。技术特征在于：各合金重量百分比组成为：Al为3.5～5.5％，V为4.0～8.0％，Cr为5.0～7.0％，Mo为3.0～7.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。发明所提供的高强高韧钛合金，名义化学成分是Ti－4Al－6V－6Cr－5Mo，与Ti－1023及BT22钛合金相比，本合金采用了Ti－Al－Mo－V－Cr合金系，合金元素含量增加，并合理调整了铝当量与钼当量的比例，使强度及韧性指标均明显提高，性能更为优良，其强韧性可达：强度σ_b≥1200MPa，断裂韧性

Description

一种高强高韧钛合金

技术领域

本发明涉及一种高强高韧钛合金，主要用于制造飞机机身、机翼和起落架结构件中的锻造零件。

背景技术

高强高韧钛合金是钛合金发展的主要方向之一。上世纪七十年代，两种典型的高强高韧钛合金—俄罗斯的BT22(Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe)，和美国的Ti-1023(Ti-10V-2Fe-3Al)相继替代高强度钢(如30CrMnSiA)用于制造飞机承力构件，使飞机结构减重20％以上。目前该两牌号钛合金仍为该领域应用最为广泛的钛合金。以Ti-1023为例，主要用于制造飞机机身、机翼和起落架结构件中的锻造零件。常用的两个强度级别分别为(1)1105MPa，断裂韧度大于

，(2)强度级别为1240MPa，断裂韧度大于等，BT22钛合金的强度、韧性值与Ti-1023钛合金相当。

随着国内外宇航工业的发展，人们需要得到强度级别σ_b≥1200MPa，断裂韧性 $K_{1c}\≥65\mathrm{MPa}\sqrt{m}$ 的高强高韧钛合金。现有的高强高韧钛合金材料已经不足以满足这个要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高强高韧钛合金，可以得到强度级别σ_b≥1200MPa，断裂韧性 $K_{1C}\≥65\mathrm{MPa}\sqrt{m}$ 的高强高韧钛合金。

技术方案

本发明的技术特征在于：各合金重量百分比组成为：Al为3.5～5.5％，V为4.0～8.0％，Cr为5.0～7.0％，Mo为3.0～7.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。

本发明提供的高强高韧钛合金采用了常规的合金化熔炼工艺、加工工艺，有利于工业化生产。其中各组元主要采用中间合金的形式配入，经原料均匀混制，制备成电极，经真空自耗电弧熔炼成锻造用的铸锭，在水压机或空气锤上锻造成棒料。

简要工艺流程如下：

配、混料→制备电极→真空自耗电弧熔炼→加热→锻造→热处理。

有益效果

发明所提供的高强高韧钛合金，名义化学成分是Ti-4Al-6V-6Cr-5Mo，与Ti-1023及BT22钛合金相比，本合金采用了不同的合金系(Ti-Al-Mo-V-Cr)，合金元素含量增加，并合理调整了铝当量与钼当量的比例，使强度及韧性指标均明显提高，性能更为优良，其强韧性可达：强度σ_b≥1200MPa，断裂韧性 $K_{1C}\≥65\mathrm{MPa}\sqrt{m}.$

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

按重量百分比配料，Al：3.5％，V：6.0％，Mo：5.0％，Cr:6.0％，Ti余量，经真空自耗电弧炉两次熔炼得到铸锭，将铸锭锻造为35×75mm的扁方棒，经930℃/0.5hAC+560℃/10hAC退火后测试性能，数据见表1。

表1  室温性能

实施例2

按重量百分比配料，Al：4.0％，V：5.0％，Mo：5.0％，Cr:6.0％，Ti余量，经真空自耗电弧炉两次熔炼得到铸锭，将铸锭锻造为35×75mm的扁方棒，经920℃/0.5hAC+560℃/24hAC退火后测试性能，数据见表2。

表2 室温性能

实施例3

按重量百分比配料，Al：4.5％，V：6.0％，Mo：5.0％，Cr:6.0％，Ti余量，经真空自耗电弧炉两次熔炼得到铸锭，将铸锭锻造为35×75mm的扁方棒，经930℃/0.5hAC+560℃/10hAC退火后测试性能，数据见表3。

表3 室温性能

Claims (1)

1.一种高强高韧钛合金，其特征在于各合金重量百分比组成为：Al为3.5～5.5％，V为4.0～8.0％，Cr为5.0～7.0％，Mo为3.0～7.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。