CN108300899A - 耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法 - Google Patents

耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法。所述耐腐蚀钛合金包括以重量比计的如下组分：Pd：X％，Ru：2(Z‑X)％～4(Z‑X)％，余量为Ti和杂质元素，其中，X的取值范围为0.005～0.1，Z的取值范围为0.12～0.25。本发明提供的耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法通过低价的Ru替换部分Pd不仅耐腐蚀性好，而且价格低。

Description

耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法
技术领域
本发明涉及钛基合金技术领域，具体的，涉及一种耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法。
背景技术
TA9型号的钛合金具有良好的热稳定性和热强性以及优良的焊接性，在惰性气体保护下可以进行各种方法的焊接，能在500℃长期工作，可用于制造发动机压气机盘和叶片等零件。
相关技术中的TA9型号的钛合金包括以重量比计的如下组分：Pd：0.12％～1.25％；Fe：0.25％；余量为Ti和杂质元素。其中，由于Pd使钛的电位正移，钝态皮膜处于更稳定的状态，从而使得TA9型号的钛合金具有良好的耐腐蚀性，例如，工业上Ti-0.15质量％Pd合金被规格化为ASTM的Grade7或Grade11，在要求极高耐腐蚀性的石油精炼和石油化工厂等的领域使用。然而，TA9型号的钛合金由于要较为大量地添加高价的Pd，因此会导致材料成本上升这样的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐腐蚀性好且价格低的耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐腐蚀钛合金，包括以重量比计的如下组分：Pd：X％，Ru：2(Z-X)％～4(Z-X)％，余量为Ti和杂质元素，其中，X的取值范围为0.005～0.1，Z的取值范围为0.12～0.25。
优选地，Ru的含量大于Pd的含量。
优选地，X的取值范围为0.008～0.095。
优选地，X的取值范围为0.01～0.09。
优选地，所述耐腐蚀钛合金还包括以重量比计的组分：Fe：0.008％～1.25％。
优选地，Fe的含量为0.010％～1.0％。
本发明还提供一种钛合金板材的制备方法，所述钛合金板材的制备方法包括以下步骤：
将上述中任一项所述的耐腐蚀钛合金添加到海绵钛电极块中并压成电极块；
对电极块焊接进行两次真空感应熔炼形成钛合金锭；
对钛合金锭进行锻造以形成板坯；
对板坯依次进行热轧、冷轧，制得钛合金板材。
本发明实施例提供的耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法，具有以下技术效果：所述耐腐蚀钛合金包括以重量比计的如下组分：Pd：X％，Ru：2(Z-X)％～4(Z-X)％，余量为Ti和杂质元素，其中，X的取值范围为0.005～0.1，Z的取值范围为0.12～0.25，通过低价的Ru替换部分Pd不仅耐腐蚀性好，而且价格低。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
所述耐腐蚀钛合金包括以重量比计的如下组分：Pd：X％，Ru：2(Z-X)％～4(Z-X)％，余量为Ti和杂质元素，其中，X的取值范围为0.005～0.1，Z的取值范围为0.12～0.25。在本实施例中，Ru的含量大于Pd的含量。
在本实施例中，X的取值范围为0.008～0.095。进一步优选地，X的取值范围为0.01～0.09。
在上述实施例中，所述耐腐蚀钛合金还可以进一步包括以重量比计的组分：Fe：0.008％～1.25％。Fe虽然不是针对盐酸和硫酸的耐腐蚀性有效的元素，但是通过微量添加，是对于氟化物的耐腐蚀性提高有效的元素，对于强度提高也是有效的元素。为了发挥这样的效果，需要分别使之含有0.008％％以上。但是，如果过度地添加，则除了使酸性环境下的耐腐蚀性大大劣化以外，也会使加工性大大劣化，因此其含量以1.25％为上限。进一步优选地，Fe的含量为0.010％～1.0％。
所述耐腐蚀钛合金的成分如前述，余量由Ti和不可避免的杂质构成。不可避免的杂质，能够允许在不损害钛合金的诸特性的范围内。例如，如果N截至质量比为0.03％左右、C截至质量比为0.08％左右、H截至质量比为0.015％左右、O截至质量比为0.3％左右，则这些元素的含有没有问题，仍能够获得本发明的耐腐蚀性提高效果。
本发明还提供一种钛合金板材的制备方法，所述钛合金板材的制备方法包括以下步骤：
将上述中任一项所述的耐腐蚀钛合金添加到海绵钛电极块中并压成电极块；
对电极块焊接进行两次真空感应熔炼形成钛合金锭；
对钛合金锭进行锻造以形成板坯；
对板坯依次进行热轧、冷轧，制得钛合金板材。
下面列出九个实施例和三个对比例，其中，实施例1至实施例9为本发明的所述耐腐蚀钛合金，对比例1-对比例3为TA9型号的钛合金；九个实施例和三个对比例详细化学成分见下表1：
表1
制备上述九个实施例和三个对比例的钛合金板材：将钛合金添加到海绵钛电极块中，并压成电极块；对电极块焊接进行两次真空感应熔炼形成钛合金锭；对钛合金锭进行锻造以形成板坯；对板坯依次进行热轧、冷轧，制得钛合金板材。
将上述九个实施例和三个对比例的钛合金板材分别裁剪成面积为45mm*25mm的实验片，并按GB10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》的要求进行试验。先用丙酮擦洗实验片表面以去除油污，用分析天平称重。根据试验介质分别采取三种试验。详见表2:
表2
表1中九个实施例和三个对比例的钛合金制成的实验片，在表2的溶液介质中的腐蚀试验数据mm/年，详见表3：
表3
实施例 50％氢氧化钠 20％盐酸 20％NaCl+0.01％NaF
实施例1 0.00102 0.065 0.125
实施例2 0.00111 0.060 0.124
实施例3 0.00123 0.058 0.0068
实施例4 0.00119 0.062 0.0071
实施例5 0.00110 0.061 0.0070
实施例6 0.00103 0.066 0.0073
实施例7 0.00109 0.063 0.0069
实施例8 0.00101 0.065 0.0125
实施例9 0.00103 0.064 0.0088
对比例1 0.00136 0.071 0.0068
对比例2 0.00125 0.070 0.0071
对比例3 0.00124 0.069 0.0069
从表3可以看出，本发明通过低价的Ru替换部分Pd在降低材料成本时还能保证良好的耐腐蚀性。
上述实施例提供的耐腐蚀钛合金及钛合金板材的制备方法，至少具有以下技术效果：所述耐腐蚀钛合金包括以重量比计的如下组分：Pd：X％，Ru：2(Z-X)％～4(Z-X)％，余量为Ti和杂质元素，其中，X的取值范围为0.005～0.1，Z的取值范围为0.12～0.25，通过低价的Ru替换部分Pd不仅耐腐蚀性好，而且价格低。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种耐腐蚀钛合金，其特征在于，包括以重量比计的如下组分：Pd：X％，Ru：2(Z-X)％～4(Z-X)％，余量为Ti和杂质元素，其中，X的取值范围为0.005～0.1，Z的取值范围为0.12～0.25。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀钛合金，其特征在于，Ru的含量大于Pd的含量。
3.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀钛合金，其特征在于，X的取值范围为0.008～0.095。
4.根据权利要求3所述的耐腐蚀钛合金，其特征在于，X的取值范围为0.01～0.09。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀钛合金，其特征在于，所述耐腐蚀钛合金还包括以重量比计的组分：Fe：0.008％～1.25％。
6.根据权利要求5所述的耐腐蚀钛合金，其特征在于，Fe的含量为0.010％～1.0％。
7.一种钛合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将如权利要求1-6中任一项所述的耐腐蚀钛合金添加到海绵钛电极块中并压成电极块；
对电极块焊接进行两次真空感应熔炼形成钛合金锭；
对钛合金锭进行锻造以形成板坯；
对板坯依次进行热轧、冷轧，制得钛合金板材。
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