CN107739887B - 一种钛合金锻件及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种钛合金锻件，按照质量百分比由以下组分组成：钼36～40％，铁10～14％，铜3～7％，锰0.1～0.3％，镍0.2～0.4％，铝0.1～0.3％，余量为钛，上述组分的质量百分比之和为100％。本发明一种钛合金锻件，通过在钛合金中添加一定比例的钼金属元素，能够有效利用钼金属优良的耐高温性能和高强度特点，同时配合其它微量元素锻造得到的锻件能够满足飞机制造中机体结构使用的材料要求。本发明还公开了上述钛合金锻件的制备工艺。

Description

一种钛合金锻件及其制备工艺
技术领域
本发明属于钛合金加工技术领域，具体涉及一种钛合金锻件，本发明还涉及上述钛合金锻件的制备工艺。
背景技术
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。现代飞机制造中，钛合金的使用比例越来越高，只有更多地使用钛合金，飞机的性能才能不断得到提高，由于钛合金对锻造工艺和技术装备非常敏感，锻造温度、变形量、变形及冷却速度的改变都会引起钛合金组织性能的变化，现有的钛合金的耐高温性能和强度还不能完全满足作为飞机机体结构的性能要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金锻件，具备良好的耐高温性能和强度。
本发明的另一目的在于提供上述钛合金锻件的制备工艺。
本发明所采用的第一种技术方案是：一种钛合金锻件，按照质量百分比由以下原料组分组成：钼36～40％，铁10～14％，铜3～7％，锰0.1～0.3％，镍0.2～0.4％，铝0.1～0.3％，余量为钛，上述组分的质量百分比之和为100％。
本发明第一种技术方案的特点还在于，
钼、铁、铜、锰、镍、铝和钛依次为钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉。
钛粉的粒度为800～1000目。
本发明所采用的第二种技术方案是：一种钛合金锻件的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：按质量百分比称取钼粉36～40％，铁粉10～14％，铜粉3～7％，锰粉0.1～0.3％，镍粉0.2～0.4％，铝粉0.1～0.3％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1中称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨2～5h后放入磁舟；
步骤3：将步骤2中的磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1200～1500℃熔炼2～4h后冷却至室温，得到合金体坯料；
步骤4：将步骤3中得到的合金体坯料在温度为950～1150℃的条件下进行成形锻造，得到锻件。
本发明第二种技术方案的特点还在于，
还包括将步骤4中得到的锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到800～850℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到600～650℃，保温8h后进行空冷。
本发明的有益效果是：本发明一种钛合金锻件，通过在钛合金中添加一定比例的钼金属元素，能够有效利用钼金属优良的耐高温性能和高强度特点，同时配合其它微量元素锻造得到的锻件能够满足飞机制造中机体结构使用的材料要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种钛合金锻件，按照质量百分比由以下原料组分组成：钼36～40％，铁10～14％，铜3～7％，锰0.1～0.3％，镍0.2～0.4％，铝0.1～0.3％，余量为钛，上述组分的质量百分比之和为100％。其中，钼、铁、铜、锰、镍、铝和钛依次为钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉，钛粉的粒度为800～1000目。
上述钛合金锻件的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：按质量百分比称取钼粉36～40％，铁粉10～14％，铜粉3～7％，锰粉0.1～0.3％，镍粉0.2～0.4％，铝粉0.1～0.3％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1中称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨2～5h后放入磁舟；
步骤3：将步骤2中的磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1200～1500℃熔炼2～4h后冷却至室温，得到合金体坯料；
步骤4：将步骤3中得到的合金体坯料在温度为950～1150℃的条件下进行成形锻造，得到锻件。
还包括将步骤4中得到的锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到800～850℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到600～650℃，保温8h后进行空冷。
通过上述方式，在钛合金中添加一定比例的钼金属元素，能够有效利用钼金属优良的耐高温性能和高强度特点，同时配合其它微量元素锻造得到的锻件能够满足飞机制造中机体结构使用的材料要求。
实施例1
按质量百分比称取钼粉36％，铁粉10％，铜粉3％，锰粉0.1％，镍粉0.2％，铝粉0.1％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；将称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨2h后放入磁舟；将磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1200℃熔炼2h后冷却至室温，得到合金体坯料；将合金体坯料在温度为950℃的条件下进行成形锻造，得到锻件；之后对锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到800℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到600℃，保温8h后进行空冷。
实施例2
按质量百分比称取钼粉37％，铁粉11％，铜粉4％，锰粉0.1％，镍粉0.2％，铝粉0.1％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；将称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨3h后放入磁舟；将磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1300℃熔炼3h后冷却至室温，得到合金体坯料；将合金体坯料在温度为1000℃的条件下进行成形锻造，得到锻件；之后对锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到810℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到610℃，保温8h后进行空冷。
实施例3
按质量百分比称取钼粉38％，铁粉12％，铜粉5％，锰粉0.2％，镍粉0.3％，铝粉0.2％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；将称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨3h后放入磁舟；将磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1300℃熔炼3h后冷却至室温，得到合金体坯料；将合金体坯料在温度为1050℃的条件下进行成形锻造，得到锻件；之后对锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到830℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到630℃，保温8h后进行空冷。
实施例4
按质量百分比称取钼粉39％，铁粉13％，铜粉6％，锰粉0.3％，镍粉0.4％，铝粉0.3％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；将称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨4h后放入磁舟；将磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1400℃熔炼4h后冷却至室温，得到合金体坯料；将合金体坯料在温度为1100℃的条件下进行成形锻造，得到锻件；之后对锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到840℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到640℃，保温8h后进行空冷。
实施例5
按质量百分比称取钼粉40％，铁粉14％，铜粉7％，锰粉0.3％，镍粉0.4％，铝粉0.3％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；将称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨5h后放入磁舟；将磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1500℃熔炼4h后冷却至室温，得到合金体坯料；将合金体坯料在温度为1150℃的条件下进行成形锻造，得到锻件；之后对锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到850℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到650℃，保温8h后进行空冷。

Claims (5)

1.一种钛合金锻件，其特征在于，按照质量百分比由以下原料组分组成：钼36～40％，铁10～14％，铜3～7％，锰0.1～0.3％，镍0.2～0.4％，铝0.1～0.3％，余量为钛，上述组分的质量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的一种钛合金锻件，其特征在于，所述钼、铁、铜、锰、镍、铝和钛依次为钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉。
3.如权利要求2所述的一种钛合金锻件，其特征在于，所述钛粉的粒度为800～1000目。
4.如权利要求1所述的一种钛合金锻件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按质量百分比称取钼粉36～40％，铁粉10～14％，铜粉3～7％，锰粉0.1～0.3％，镍粉0.2～0.4％，铝粉0.1～0.3％，余量为钛粉，上述组分的质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1中称取的钼粉、铁粉、铜粉、锰粉、镍粉、铝粉和钛粉置于球磨罐中球磨2～5h后放入磁舟；
步骤3：将步骤2中的磁舟移入管式电阻炉，在氮气保护下1200～1500℃熔炼2～4h后冷却至室温，得到合金体坯料；
步骤4：将步骤3中得到的合金体坯料在温度为950～1150℃的条件下进行成形锻造，得到锻件。
5.如权利要求4所述的一种钛合金锻件的制备工艺，其特征在于，还包括将步骤4中得到的锻件进行锻后的固溶处理和时效处理，固溶处理即将锻件加热到800～850℃，保温4h后放进水中迅速冷却，时效处理即将固溶处理后的该锻件加热到600～650℃，保温8h后进行空冷。
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