CN106507844B - 一种1500MPa级高强钛合金 - Google Patents

一种1500MPa级高强钛合金

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赵永庆
林成
刘志林
辛社伟
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Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
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Liaoning University of Technology
Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
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Abstract

一种1500MPa级高强钛合金，涉及一种多元强化的超高强α+β两相钛合金。其特征在于该合金成份的重量百分比组成为：Al：5.5％-7.5％，Sn：1.0％-3.0％，Zr：1.5％-2.5％，Mo：2.0％-3.4％，V：2.0％-4.0％，Cr：0.5-1.8％，Nb：0.5％-2％，Fe：1.0％-2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。本发明合金锭在1000℃-1150℃温度下开坯锻造，成品加工温度控制在750℃-900℃。合金成品经800℃-950℃固溶+500℃-650℃时效处理后使用。合金热处理后的拉伸性能为：抗拉强度(σb)为1500MPa-1650MPa，屈服强度(σ0.2)为1450MPa-1600MPa，延伸率(δ5)为6％-12％，断面收缩率(Ψ)为15％-30％。

Description

一种1500MPa级高强钛合金
技术领域
一种1500MPa级高强钛合金，涉及一种多元强化的超高强α+β两相钛合金。
背景技术
TC4(Ti-6Al-4V)为代表的α+β两相钛合金可热处理强化，并且具有较大的组织可调性，可以满足不同的服役条件，因此获得了广泛的应用。处于应用领域拓展的需要，进一步提高该类合金的强度成为其重要的发展趋势。通常情况下，提高金属材料的强度会带来材料塑性的损失。对于α+β两相钛合金，增加合金中的β稳定元素含量是提高强度的基本方法。一方面足够的β稳定元素可以起到固溶强化的作用；另一方面可以保留较多的亚稳β相，以便时效时分解从而提高析出强化效果。
目前国内、国外超高强钛合金在保持良好塑性(延伸率不低于5％)条件下，抗拉强度在1300MPa级别，这些合金的应用部位一般是重要的承力结构件。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术中存在的不足，提供一种具有良好的塑性的1500MPa级的高强钛合金。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种1500MPa级高强钛合金，其特征在于该合金成份的重量百分比组成为：Al：5.5％-7.5％，Sn：1.0％-3.0％，Zr：1.5％-2.5％，Mo：2.0％-3.4％，V：2.0％-4.0％，Cr：0.5％-1.8％，Nb：0.5％-2％，Fe：1.0％-2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。
本发明的一种1500MPa级高强钛合金，其特征在于所述合金成品经800℃-950℃固溶+500℃-650℃时效处理后使用。
本发明的一种1500MPa级高强钛合金，采用Al-V、Al-Sn、Al-Mo、Ti-Nb中间合金，及电解Cr、纯铁、海绵锆、海绵钛按设计成份混合压制电极，用常规真空自耗电弧炉两次熔炼成合金锭。本发明合金锭在1000℃-1150℃温度下开坯锻造，成品加工温度控制在750℃-900℃。合金成品经800℃-950℃固溶+500℃-650℃时效处理后使用。合金热处理后的拉伸性能为：抗拉强度(σb)为1500MPa-1650MPa，屈服强度(σ0.2)为1450MPa-1600MPa，延伸率(δ5)为6％-12％，断面收缩率(ψ)为15％-30％。
具体实施方式
一种1500MPa级高强钛合金，其特征在于该合金成份的重量百分比组成为：Al：5.5％-7.5％，Sn：1.0％-3.0％，Zr：1.5％-2.5％，Mo：2.0％-3.4％，V：2.0％-4.0％，Cr：0.5％-1.8％，Nb：0.5％-2％，Fe：1.0％-2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。本发明合金锭在1000℃-1150℃温度下开坯锻造，成品加工温度控制在750℃-900℃。合金成品经800℃-950℃固溶+500℃-650℃时效处理后使用。
实施例1
合金成份为Ti-6.5Al-2.0Sn-2.0Zr-2.5Mo-3.0V-1.0Cr-1.0Nb-1.5Fe，即按重量百分比计为Al：6.5％，Sn：2.0％，Zr：2.0％，Mo：2.5％，V：3.0％，Cr：1.0％，Nb：1.0％，Fe：1.5％，余量为Ti和不可避免的杂质。
合金锭在1000℃温度下开坯锻造，成品棒材加工温度控制在800℃。棒材经850℃固溶+550℃时效处理，合金的拉伸性能为：σb：1590MPa，σ0.2：1480MPa，δ5：8％，ψ：23％。
实施例2
合金成份为Ti-7.5Al-2.5Sn-2.5Zr-3.3Mo-3.0V-1.5Cr-1.5Nb-1.5Fe，即按重量百分比计为Al：7.5％，Sn：2.5％，Zr：2.5％，Mo：3.3％，V：3.0％，Cr：1.5％，Nb：1.5％，Fe：1.5％，余量为Ti和不可避免的杂质。
合金锭在1150℃温度下开坯锻造，成品棒材加工温度控制在850℃。棒材经900℃固溶+550℃时效处理，合金的拉伸性能为：σb：1650MPa，σ0.2：1600MPa，δ5：6％，ψ：15％。
实施例3
合金成份为Ti-5.5Al-1.5Sn-1.5Zr-3.0Mo-3.0V-1.5Cr-1Nb-1Fe，即按重量百分比计为Al：5.5％，Sn：1.5％，Zr：1.5％，Mo：3.0％，V：3.0％，Cr：1.5％，Nb：1.0％，Fe：1.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。
合金锭在1000℃温度下开坯锻造，成品棒材加工温度控制在800℃。棒材经850℃固溶+550℃时效处理，合金的拉伸性能为：σb：1510MPa，σ0.2：1460MPa，δ5：10％，ψ：28％。
实施例4
合金成份的重量百分比组成为：Al：5.5％，Sn：1.0％，Zr：1.5％，Mo：2.0％，V：2.0％，Cr：0.5％，Nb：0.5％，Fe：1.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。本发明合金锭在1000℃温度下开坯锻造，成品加工温度控制在750℃。合金成品经800℃固溶+500℃时效处理后使用。合金的拉伸性能为：σb：1500MPa，σ0.2：1440MPa，δ5：10％，ψ：25％。
实施例5
合金成份的重量百分比组成为：Al：7.5％，Sn：3.0％，Zr：2.5％，Mo：3.4％，V：4.0％，Cr：1.8％，Nb：2％，Fe：2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。合金锭在1100℃温度下开坯锻造，成品加工温度控制在900℃。合金成品经950℃固溶650℃时效处理后使用。合金的拉伸性能为：σb：1510MPa，σ0.2：1460MPa，δ5：10％，ψ：28％。

Claims (2)

1.一种1500MPa级高强钛合金，其特征在于该合金成份的重量百分比组成为：Al：5.5％-7.5％，Sn：1.0％-3.0％，Zr：1.5％-2.5％，Mo：2.0％-3.4％，V：2.0％-4.0％，Cr：0.5％-1.8％，Nb：0.5％-2％，Fe：1.0％-2.0％，余量为Ti和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种1500MPa级高强钛合金，其特征在于所述合金成品经800℃-950℃固溶+500℃-650℃时效处理后使用。
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