CN101886190A - 一种强韧性钛合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种强韧性钛合金,按照重量百分比包括下列成分:Al 12%~23%,Ru 0.05%~0.1%,Sn 2%~4%,Pr 0.03%~0.09%,Nd 0.05%~0.2%,其余为Ti。本发明还提供了一种强韧性钛合金的制备方法。本发明的强韧性钛合金及其制备方法具有下列技术效果:1、由于选用了适合的成分及其含量,各成分之间共同作用,生产的合金材料性能好,具有更好的整体强度、硬度以及耐磨性;2、合金制备工艺简便,生产成本低,非常便于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种强韧性钛合金及其制备方法,属于金属材料领域。
背景技术
目前金属材料领域中,钛合金的强韧性受到了越来越多的重视。
中国专利CN01140046.3涉及一种采用熔炼和粉末冶金技术制备的钛铝合金,其主要组成为钛、铝和铌。该合金中铝含量的范围为45.5至49原子%。但该专利同时采用熔炼和粉末冶金技术,工序复杂,成本高。
中国专利CN97119996.5属于金属热处理的技术领域。特别适用于钛铝合金铸件的层片状原始铸态组织的均匀化和细化。该方法是将钛铝合金铸件首先经热等静压在α相区高温处理,其次进行循环热处理和共析温度等温处理,最后是进行临界温度处理。但该专利同时采用熔炼、热等静压和循环热处理技术,工序复杂,成本高。
中国专利CN200810005963.5公开一种应用于高尔夫球杆头的钛铝合金,其系包含以重量百分比计88%至92%的钛、7.5%至10%的铝,延伸率为8%~16%。该钛铝合金并可选择性地添加铌、钒、钼、铬、铁、硅、氧、氮等微量元素,组成抗拉强度在650~950Mpa的高延伸率材料,此高延伸率材料运用于高尔夫球杆头的本体,结合刚性较佳的6Al-4V-Ti钛合金或β合金的击球面板所形成的高尔夫球杆头,可达到具打感佳、制震性及控球性佳且杆部可调角予以客制化的高尔夫球头产品。但该专利选择性地添加氧、氮等气体元素,成分难以控制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处,提供一种强韧性钛合金及其制备方法。
本发明的强韧性钛合金,按照重量百分比包括下列成分:Al12%~23%,Ru 0.05%~0.1%,Sn 2%~4%,Pr 0.03%~0.09%,Nd0.05%~0.2%,其余为Ti。
优选地,
本发明的强韧性钛合金,按照重量百分比包括下列成分:Al 20%,Ru 0.07%,Sn 3%,Pr 0.06%,Nd 0.09%,其余为Ti。
该钛合金在基体上分布着弥散的化合物颗粒;
本发明合金各成分及其成分的含量的选择基于下列理由:
Al:含量为12%~23%;用于形成钛铝合金的δ相组织;Al含量低于12%,会出现α相组织影响材料的强度,Al含量高于23%,会出现γ相组织,影响材料的韧性;
Ru:含量为0.05%~0.1%;Ru和Ti、Sn可形成硬质复杂钛化合物,起耐磨和抵抗配副的破坏作用,能有效解决钛合金初始磨损严重的问题,大大提高使用寿命。Ru含量低于0.05%,起不到作用,Ru含量高于0.1%,Ti、Ru、Sn硬质复杂化合物增多,会降低合金的塑性和抗拉强度;
Sn:含量为2%~4%;Sn和Ru、Ti可形成硬质复杂钛化合物,起耐磨和抵抗配副的破坏作用,能有效解决钛合金初始磨损严重的问题,大大提高使用寿命。Sn含量低于2%,起不到作用,Sn含量高于4%,Ti、Ru、Sn硬质复杂化合物增多,会降低合金的塑性和抗拉强度;
Pr:含量为0.03%~0.09%;Pr和Nd共同作用可加入增加了形核核心,细化复杂化合物颗粒,改善了合金的韧性。Pr含量低于0.03%,达不到效果;Pr含量高于0.09%,由于Pr为稀土元素,过多使用,不仅提高材料成本,也会形成一些过量化合物,降低材料的力学性能;
Nd:含量为0.05%~0.2%;Nd和Pr共同作用可加入增加了形核核心,细化复杂化合物颗粒,改善了合金的韧性。Nd含量低于0.05%,达不到效果;Nd含量高于0.2%,由于Nd为稀土元素,过多使用,不仅提高材料成本,也会形成一些过量化合物,降低材料的力学性能。
本发明的强韧性钛合金的制备方法,包括下列步骤:
1)准备各组分的原料,Al用铝锭,Sn用锡块,Ru用纯钌片,Ti用海绵钛,Pr、Nd分别用含Pr55%的镨铁和含Nd75%的钕铁,Pr、Nd的原料的颗粒尺寸为3-7mm;
2)将Ti、Ru、Sn、Al的原料加入电炉熔化,熔化温度为1690-1720℃。将Pr、Nd的原料放在钛合金包的底部;
3)将熔化好的钛合金液倒入底部装有Pr、Nd的原料的包中,吹氩搅拌;当包内钛合金液温度达到1690℃时便浇铸成形,形成铸态强韧性钛合金。
本发明的强韧性钛合金及其制备方法具有下列技术效果:
1、由于选用了适合的成分及其含量,各成分之间共同作用,生产的合金材料性能好,具有更好的整体强度、硬度以及耐磨性;
2、合金制备工艺简便,生产成本低,非常便于工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的强韧性钛合金的金相组织。
具体实施方式
实施例1
本实施例的强韧性钛合金按照重量百分比包括下列成分:Al为12%,Ru为0.05%%,Sn为2%,Pr为0.03%,Nd为0.05%,其余为Ti。该钛合金在基体上分布着弥散的化合物颗粒;如图1所示,该钛合金在基体上分布着细小的复杂化合物。
本实施例的强韧性钛合金的制备,包括下列步骤:
1)准备各组分的原料,Al用铝锭,Sn用锡块,Ru用纯钌片,Ti用海绵钛,Pr、Nd分别用含Pr55%的镨铁和含Nd75%的钕铁,Pr、Nd的原料的颗粒尺寸为3-7mm;
2)将Ti、Ru、Sn、Al的原料加入电炉熔化,熔化温度为1690-1720℃,将Pr、Nd的原料放在钛合金包的底部;
3)将熔化好的钛合金液倒入底部装有Pr、Nd的原料的包中,吹氩搅拌;当包内钛合金液温度达到1690℃时便浇铸成形,形成铸态强韧性钛合金。
实施例2
本实施例的强韧性钛合金按照重量百分比包括下列成分:Al为23%,Ru为0.1%,Sn为4%,Pr为0.09%,Nd为0.2%,其余为Ti。该强韧性钛合金上带有细小而分散的的晶粒,制备方法参照实施例1。
实施例3
本实施例的强韧性钛合金按照重量百分比包括下列成分:Al为20%,Ru为0.07%,Sn为3%,Pr为0.06%,Nd为0.09%,其余为Ti。该强韧性钛合金上带有细小而分散的的晶粒,制备方法参照实施例1。
对照例1
本对照例的强韧性钛合金按照重量百分比包括下列成分:Al为11%,Ru为0.04%,Sn为1%,Pr为0.02%,Nd为0.04%,其余为Ti。制备方法参照实施例1。
对照例2
本对照例的强韧性钛合金按照重量百分比包括下列成分:Al为24%,Ru为0.2%,Sn为5%,Pr为0.1%,Nd为0.3%,其余为Ti。制备方法参照实施例1。
实施例4
比较背景技术、对照例和实施例中的强韧性钛合金的抗拉强度和伸长率,其结果如表1所示:
表1合金性能对照:
合金 | 抗拉强度/MPa | 伸长率/% |
背景技术CN200810068781.2 | 450-700 | 1-3 |
背景技术CN200810005963.5 | 650-950 | 8~16 |
实施例1 | 990 | 16 |
实施例2 | 1100 | 18 |
实施例3 | 1180 | 19 |
对照例1 | 780 | 15 |
对照例2 | 610 | 10 |
从上表可以看出,实施例1-3的强韧性钛合金的抗拉强度和伸长率,都要优于对照例和背景技术,本发明的强韧性钛合金具有更好的合金性能。
Claims (3)
1.一种强韧性钛合金,其特征在于,按照重量百分比包括下列成分:Al12%~23%,Ru 0.05%~0.1%,Sn 2%~4%,Pr 0.03%~0.09%,Nd 0.05%~0.2%,其余为Ti。
2.根据权利要求1所述的强韧性钛合金,其特征在于,按照重量百分比包括下列成分:Al 20%,Ru 0.07%,Sn 3%,Pr 0.06%,Nd 0.09%,其余为Ti。
3.一种强韧性钛合金的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:
1)准备各组分的原料,Al用铝锭,Sn用锡块,Ru用纯钌片,Ti用海绵钛,Pr、Nd分别用含Pr55%的镨铁和含Nd75%的钕铁,Pr、Nd原料的颗粒尺寸为3-7mm;
2)将Ti、Ru、Sn、Al的原料加入电炉熔化,熔化温度为1690-1720℃,将Pr、Nd的原料放在钛合金包的底部;
3)将熔化好的钛合金液倒入底部装有Pr、Nd的原料的包中,吹氩搅拌;当包内钛合金液温度达到1690℃时便浇铸成形,形成铸态强韧性钛合金。
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CN108546836A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-18 | 贵州鑫凯达金属电源有限责任公司 | 一种合金体的制作方法 |
CN108893653A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-27 | 徐海东 | 一种耐磨钛合金材料及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101372729A (zh) * | 2007-08-23 | 2009-02-25 | 宝鸡钛业股份有限公司 | 一种高强高韧钛合金 |
CN101638739A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-03 | 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 | 一种高性能钛合金 |
CN101760667A (zh) * | 2008-12-23 | 2010-06-30 | 北京有色金属研究总院 | 一种新型高强高韧钛合金 |
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CN101372729A (zh) * | 2007-08-23 | 2009-02-25 | 宝鸡钛业股份有限公司 | 一种高强高韧钛合金 |
CN101760667A (zh) * | 2008-12-23 | 2010-06-30 | 北京有色金属研究总院 | 一种新型高强高韧钛合金 |
CN101638739A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-03 | 中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院 | 一种高性能钛合金 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108546836A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-18 | 贵州鑫凯达金属电源有限责任公司 | 一种合金体的制作方法 |
CN108893653A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-27 | 徐海东 | 一种耐磨钛合金材料及其制备方法 |
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