CN105925843B - 一种中强高塑性钛合金 - Google Patents

一种中强高塑性钛合金 Download PDF

Info

Publication number
CN105925843B
CN105925843B CN201610378905.1A CN201610378905A CN105925843B CN 105925843 B CN105925843 B CN 105925843B CN 201610378905 A CN201610378905 A CN 201610378905A CN 105925843 B CN105925843 B CN 105925843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium alloy
alloy
ductility
strong high
surplus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610378905.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105925843A (zh
Inventor
葛鹏
赵永庆
李倩
周伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Original Assignee
Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research filed Critical Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority to CN201610378905.1A priority Critical patent/CN105925843B/zh
Publication of CN105925843A publication Critical patent/CN105925843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105925843B publication Critical patent/CN105925843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明提供了一种中强高塑性钛合金，由以下质量百分比的成分组成：Nb 11％～26％，Mo+W 4％～11％，O 0.08％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质，其中Mo≥3％，0％≤W≤4％。本发明钛合金经热处理后的室温抗拉强度为600MPa～800MPa，室温延伸率不小于20％，冷热加工性优良，在常温及液氢温度条件下都具有较高塑性，能够满足航空、航天等应用领域对铆钉及超低温结构件的需求。

Description

一种中强高塑性钛合金
技术领域
本发明属于钛合金材料技术领域，具体涉及一种中强高塑性钛合金。
背景技术
Ti45Nb合金是目前最重要的飞机制造铆钉用钛合金材料，其特点是强度适中并具有良好的冷塑性从而满足冷镦成形的要求。然而，Ti45Nb较高的Nb含量导致合金具有一系列缺点。例如：原料成本高；合金高温易氧化，热加工时损耗高；密度大等。因此，航空领域对开发成本较低、密度较低且能满足应用的铆钉用新型钛合金有明确的需求。
目前，可在液氢温度下应用的低温钛合金一般是低间隙的近α钛合金，如Ti-5Al-2.5Sn、Ti-6Al-3Nb-2Zr及新近开发的Ti-3Al-5Sn-1Mo-0.2Si等。该类合金以α稳定元素Al和中性合金元素Sn、Zr作为主要强化元素，氧含量一般低于0.12％。其特点是低温下塑性基本不下降，然而其缺点是室温塑性不足，冷热加工性较差，严重影响了构件的成形性。航天领域对室温塑性高、成形性优良、可用于超低温的新型钛合金需求明确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种一种中强高塑性钛合金，该钛合金的冷热加工性优良，在常温及液氢温度条件下都具有较高塑性，能够满足航空、航天等应用领域对铆钉及超低温结构件的需求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 11％～26％，Mo+W 4％～11％，O 0.08％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质，其中Mo≥3％，0％≤W≤4％；所述中强是指该钛合金经热处理后的室温抗拉强度为600MPa～800MPa，所述高塑性是指该钛合金经热处理后的室温延伸率不小于20％，所述室温是指温度为10℃～35℃。
上述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb26％，Mo 3％，W 1％，O 0.14％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质。
上述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb23％，Mo 4％，W 2％，O 0.10％～0.15％，余量为Ti和不可避免的杂质。
上述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb20％，Mo 5％，O 0.10％～0.15％，余量为Ti和不可避免的杂质。
上述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb17％，Mo 7％，W 3％，O 0.12％～0.17％，余量为Ti和不可避免的杂质。
上述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb14％，Mo 7％，W 4％，O 0.08％～0.13％，余量为Ti和不可避免的杂质。
上述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb11％，Mo 10％，O 0.08％～0.13％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本发明中强高塑性钛合金的制备方法为钛合金的常规制备方法：根据需要选择合适的中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，经真空自耗电弧重熔的工艺得到合金锭，然后根据需要进行锻造、挤压、轧制等热加工工艺及冷拉、冷轧等冷加工工艺，成品经退火或固溶时效后使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明钛合金与传统的Ti45Nb合金相比，其强度、塑性及冷成形性相当，高温抗氧化性更优，成本约降低40％，与可用于低温的近α型钛合金相比。
2、本发明钛合金的冷热加工性优异，室温塑性大幅度提高，具有优良的冷加工性；液氢温度下仍保持10％以上的延伸率。可满足航空铆钉及航天低温等领域对中强高塑性钛合金的需求。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
本发明中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 11％～26％，Mo+W4％～11％，O 0.08％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质；其中Mo≥3％，0％≤W≤4％。所涉及的中间合金包括金属铌(铌烧结条、铌棒或铌粉)、钼粉、钨粉或钛钨合金、氧化钛粉，所使用的海绵钛为0级。制备本发明所述钛合金时，首先根据需要选择合适的中间合金，将中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭，将合金锭在1000℃～1180℃温度条件下开坯锻造，成品热加工温度为800℃～980℃，钛合金成品的退火温度为650℃～750℃，固溶处理的温度为780℃～920℃。本发明钛合金经热处理后的室温拉伸性能为：σb：600MPa～800MPa，δ:20％～42％，所述室温是指温度为10℃～35℃；20K拉伸性能为σb：1340MPa～1520MPa，δ:14％～21％。
实施例1
本实施例中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 26％，Mo 3％，W1％，O 0.14％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本实施例中强高塑性钛合金的制备方法为：按照合金的名义成分Ti-26Nb-3Mo-1W-(0.14～0.19)O选取原料：铌棒、钼粉、Ti-30W合金、海绵锆、氧化钛粉和0级海绵钛，然后将各中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，之后用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭；合金锭的实测氧含量0.18wt％；接着将合金锭在1150℃温度条件下开坯锻造成直径为100mm的圆形棒坯，在900℃温度条件下热轧成直径为8mm的丝材，然后冷拉成直径为3.5mm的钛合金丝材。
本实施例中强高塑性钛合金丝材经过800℃/30min热处理后的室温拉伸性能为：σb:680MPa，σ0.2:550MPa，δ:34％；20K拉伸性能为σb:1370MPa，σ0.2:1040MPa，δ:15％。
实施例2
本实施例中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 23％，Mo 4％，W2％，O 0.10％～0.15％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本实施例中强高塑性钛合金的制备方法为：按照合金的名义成分Ti-23Nb-4Mo-2W-(0.1～0.15)O选取原料：铌烧结条、钼粉、钨粉、氧化钛粉和0级海绵钛，然后将各中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，之后用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭；合金锭的实测氧含量0.17wt％；接着将合金锭在1180℃温度条件下开坯锻造成直径为150mm的圆形棒坯，在980℃温度条件下热挤压成壁厚为6mm的管坯，然后冷轧成直径为45mm，壁厚为2.5mm的钛合金管材。
本实施例钛合金管材经过750℃/30min真空退火处理后的室温拉伸性能为：σb:760MPa，σ0.2:630MPa，δ:30％；20K拉伸性能为σb:1480MPa，σ0.2:1110MPa，δ:16％。
实施例3
本实施例中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 20％，Mo 5％，O0.10％～0.15％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本实施例中强高塑性钛合金的制备方法为：按照合金的名义成分Ti-20Nb-5Mo-(0.1～0.15)O选取原料：铌粉、钼粉和0级海绵钛，然后将各中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，之后用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭；合金锭的实测氧含量0.08wt％；接着将合金锭在1100℃温度条件下开坯锻造成直径为150mm的圆形棒坯，在950℃温度条件下热锻成直径为50mm的钛合金圆棒。
本实施例钛合金棒材经920℃/60min固溶处理后的室温拉伸性能为：σb:580MPa，σ0.2:430MPa，δ:42％；20K拉伸性能为σb:1320MPa，σ0.2:1020MPa，δ:21％。
实施例4
本实施例中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 17％，Mo 7％，W3％，O(0.12％～0.17)％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本实施例中强高塑性钛合金的制备方法为：按照合金的名义成分Ti-17Nb-7Mo-3W-(0.12～0.17)O选取原料：铌烧结条、钼粉、钨粉、氧化钛粉和0级海绵钛，然后将各中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，之后用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭；合金锭的实测氧含量0.14wt％；接着将合金锭在1050℃温度条件下开坯锻造成厚度为80mm的板坯，在850℃温度条件下热轧成厚度为10mm的钛合金板材。
本实施例钛合金板材经650℃/60min退火处理后的室温拉伸性能为：σb:800MPa，σ0.2:720MPa，δ:20％；20K拉伸性能为σb:1520MPa，σ0.2:1130MPa，δ:11％.
实施例5
本实施例中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：14％，Mo7％，W 4％，O(0.08％～0.13)％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本实施例中强高塑性钛合金的制备方法为：按照合金的名义成分Ti-14Nb-7Mo-4W-(0.08～0.13)O选取原料：铌粉、钼粉、钨粉、氧化钛粉和0级海绵钛，然后将各中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，之后用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭；合金锭的实测氧含量0.14wt％；接着将合金锭在1000℃温度条件下开坯锻造成直径为50mm的圆形棒坯，在850℃温度条件下热轧成直径为16mm的钛合金圆棒。
本实施例钛合金棒材经780℃/60min固溶处理后的室温拉伸性能为：σb:750MPa，σ0.2:630MPa，δ:32％；20K拉伸性能为σb:1410MPa，σ0.2:1090MPa，δ:16％。
实施例6
本实施例中强高塑性钛合金由以下质量百分比的成分组成：Nb 11％，Mo 10％，O(0.08％～0.13)％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本实施例中强高塑性钛合金的制备方法为：按照合金的名义成分Ti-11Nb-10Mo-(0.08～0.13)O选取原料：铌烧结条、钼粉、氧化钛粉和0级海绵钛，然后将各中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，之后用真空自耗电弧炉经三次熔炼成合金锭；合金锭的实测氧含量0.12wt％；接着将合金锭在1100℃温度条件下开坯锻造成直径为100mm的圆形棒坯，在800℃温度条件下热轧成直径为8mm的丝材，然后冷拉成直径为3.5mm的钛合金丝材。
本实施例钛合金丝材经800℃/30min退火处理后的室温拉伸性能为：σb:770MPa，σ0.2:640MPa，δ:26％；20K拉伸性能为σb:1460MPa，σ0.2:1130MPa，δ:14％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 11％～26％，Mo+W 4％～11％，O 0.08％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质，其中Mo≥3％，0％≤W≤4％；所述中强是指该钛合金经热处理后的室温抗拉强度为600MPa～800MPa，所述高塑性是指该钛合金经热处理后的室温延伸率不小于20％，所述室温是指温度为10℃～35℃。
2.根据权利要求1所述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 26％，Mo 3％，W 1％，O 0.14％～0.19％，余量为Ti和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 23％，Mo 4％，W 2％，O 0.10％～0.15％，余量为Ti和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 20％，Mo 5％，O 0.10％～0.15％，余量为Ti和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 17％，Mo 7％，W 3％，O 0.12％～0.17％，余量为Ti和不可避免的杂质。
6.根据权利要求1所述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 14％，Mo 7％，W 4％，O 0.08％～0.13％，余量为Ti和不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的一种中强高塑性钛合金，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：Nb 11％，Mo 10％，O 0.08％～0.13％，余量为Ti和不可避免的杂质。
CN201610378905.1A 2016-05-31 2016-05-31 一种中强高塑性钛合金 Active CN105925843B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610378905.1A CN105925843B (zh) 2016-05-31 2016-05-31 一种中强高塑性钛合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610378905.1A CN105925843B (zh) 2016-05-31 2016-05-31 一种中强高塑性钛合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105925843A CN105925843A (zh) 2016-09-07
CN105925843B true CN105925843B (zh) 2017-10-20

Family

ID=56833217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610378905.1A Active CN105925843B (zh) 2016-05-31 2016-05-31 一种中强高塑性钛合金

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105925843B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110499438B (zh) * 2019-09-30 2021-06-04 广东省航空航天装备技术研究所 材料组合物、钛合金制品及其制备方法
CN114289527B (zh) * 2021-12-17 2024-05-14 张家港宏昌钢板有限公司 一种具有耐磨耐高温性能的精轧机出口过渡板

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101200782A (zh) * 2006-12-12 2008-06-18 北京有色金属研究总院 一种含钨的两相钛合金
CN102011026B (zh) * 2010-12-02 2012-06-27 河北工业大学 航空紧固件用钛合金及其制备方法
JP5747410B2 (ja) * 2011-06-03 2015-07-15 国立研究開発法人物質・材料研究機構 耐熱チタン合金
CN102978438B (zh) * 2012-12-14 2015-06-10 西北有色金属研究院 一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金
CN103334032A (zh) * 2013-07-01 2013-10-02 昆山乔锐金属制品有限公司 高温高强铌基钛合金
CN104313393B (zh) * 2014-11-10 2016-08-24 西北有色金属研究院 一种超高温钛合金

Also Published As

Publication number Publication date
CN105925843A (zh) 2016-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112251632B (zh) 一种高强度高韧性亚稳态β钛合金及其制备方法
CN106591625B (zh) 一种具有高强度高韧性匹配的钛合金及其制备工艺
CN103695709B (zh) 一种钛基合金板材及其制备方法
CN103695711B (zh) 一种高强度钛铝镍合金板材及其制备方法
CN110144496A (zh) 具有改良性能的钛合金
CN103740981B (zh) 一种高强度钛合金板及其制备方法
CN111826550B (zh) 一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金
CN102978438B (zh) 一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金
CN103114224B (zh) 一种多元合金复合强化高强钛合金的制备方法
CN108531774A (zh) 一种高硬度钛合金及其制备方法
CN105506379A (zh) 一种损伤容限中强钛合金
CN104313394A (zh) 一种可添加钛残料的低成本钛合金
CN107460370A (zh) 一种低成本高强度高塑性亚稳β钛合金及其制备方法
CN103740980A (zh) 一种高韧性钛铝合金板材及其制备方法
CN102409258B (zh) 一种含硼的高强度、耐氢脆合金的组织均匀性控制方法
CN105925843B (zh) 一种中强高塑性钛合金
CN104611610B (zh) 一种高温高强钛合金及其制备方法
CN101633990B (zh) 用于钛合金生产的原材料的Al-Mo-W-Ti四元合金
CN102978440B (zh) 一种短时高温高强钛合金
CN111349816A (zh) 一种Ti-1300F新型高强高韧钛合金及其制备方法及其制备方法
CN102965543A (zh) 一种性能可调范围宽的高强钛合金
CN110016588A (zh) 一种抗拉强度大于1300MPa的亚稳β钛合金
CN104313393B (zh) 一种超高温钛合金
CN103243235A (zh) 一种高强度钛合金
CN103409658A (zh) 一种耐600℃高温高强可焊接钛合金

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant