CN103243235B - 一种高强度钛合金 - Google Patents

Abstract

一种高强度钛合金，它涉及一种钛合金，具体涉及一种Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn系钛合金。它要解决现有钛合金抗拉强度和塑性较低的问题。高强度钛合金各合金的重量百分比组成为：Al:5.0%～7.0%，Mo:4%～6%，V：2%～4%，Cr：2%～4%，Sn：1%～3%，余量为Ti和不可避免的杂质。本发明得到的钛合金退火后的抗拉强度≥1100MPa，塑性≥15%，显示出较好的抗拉强度和塑性。

Description

一种高强度钛合金

技术领域

本发明涉及一种钛合金，具体涉及一种Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn系钛合金。

背景技术

钛及钛合金因具有比强度高、耐蚀、耐热性强等许多优点，在各个领域中的应用也越加广泛。高强钛合金是指经过热处理后室温强度大于1100MPa的钛合金。近几十年来，钛合金在航空工业中的应用迅速增加，为满足飞机结构用钛的需求，高强钛合金得到了快速发展。其中尤以美国与俄罗斯发展进步较快，分别研制出多种不同类型与用途的高强钛合金，并在实际中得到深入的发展与应用。高强钛合金主要包括α+β型钛合金、近亚稳β型钛合金和亚稳β型钛合金。高强钛合金一般通过锻造以获得晶粒细小的组织，再通过进一步的固溶强化和时效等热处理工艺以改变组织中α相的形态、种类、大小及体积分数等来达到提其性能的目的。目前国内外主要的代表性高强钛合金有Ti-5553，Ti-1023，β21S，BT22，Ti-15-3，TB10等。

超高强度钛合金主要是用来替代高强度钢作为结构件合金，应用于航空、航天等需要高强度高韧性的部位，特别是在航空航天领域，进一步提高钛合金的比强度和比刚度，以实现更大的减重效果。为此，超高强度钛合金(σ_b≥1250MPa)是钛合金开发和应用研究的重点方向之一，在国际上的研究和发展活跃。国内的一些学者也提出要研发具有自主知识产权的强度在1250MPa以上的高强度钛合金。

发明内容

本发明目的是为了解决现有钛合金抗拉强度和塑性较低的问题，而提供一种高强度钛合金。

本发明高强度钛合金各合金的重量百分比组成为：Al:5.0%～7.0%，Mo:4%～6%，V：2%～4%，Cr：2%～4%，Sn：1%～3%，余量为Ti和不可避免的杂质。

本发明高强度钛合金系Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn合金，该合金属于近β型钛合金，退火后的抗拉强度≥1100MPa，塑性≥15%，经过退火并时效后，高强度钛合金的抗拉强度可达到1578MPa。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式高强度钛合金各合金的重量百分比组成为：Al:5.0%～7.0%，Mo:4%～6%，V：2%～4%，Cr：2%～4%，Sn：1%～3%，余量为Ti和不可避免的杂质。

本实施方式高强度钛合金退火后的抗拉强度≥1100MPa，塑性≥15%。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是高强度钛合金各合金的重量百分比组成为：Al:5.5%～6.5%，Mo:4.2%～5.5%，V：2.5%～3.5%，Cr：2.5%～3.5%，Sn：1.5%～2.5%，余量为Ti和不可避免的杂质。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是高强度钛合金各合金的重量百分比组成为：Al:6%，Mo:4.5%，V：3%，Cr：3%，Sn：2%，余量为Ti和不可避免的杂质。

本实施方式高强度钛合金的制造方法按下列步骤实现：

一、按上述各合金的重量百分比组成，分别称取海绵钛、高纯铝、纯铬、纯锡、铝钼合金和铝钒合金作为原料；二、将步骤一中的原料制备成单块电极；三、单块电极置于真空焊箱内组焊成自耗电极；四、把步骤二得到的自耗电极放入自耗电弧炉中进行两次熔炼制备成铸锭；五、将步骤四得到的铸锭在合金相变点以上150℃开坯锻造制备锻坯；六、锻坯在相变点以下50℃锻造，控制变形量为80%，得到高强度钛合金。

对本实施方式得到的高强度钛合金在α+β相区900℃锻造成为Φ160mm×40mm饼坯，经过不同固溶及时效热处理工艺后测试的部分力学性能如下表：

本实施方式得到的高强度钛合金的抗拉强度≥1100MPa，塑性≥15%。

Claims (1)

1.一种高强度钛合金，其特征在于高强度钛合金各合金的重量百分比组成为：Al:6％，Mo:4.5％，V：3％，Cr：3％，Sn：2％，余量为Ti和不可避免的杂质，该高强度钛合金在900℃下锻造成饼坯后再经过850℃/1h+560℃/2h的固溶及时效热处理。