CN112813301A - 一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法 - Google Patents

一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112813301A
CN112813301A CN201911102983.9A CN201911102983A CN112813301A CN 112813301 A CN112813301 A CN 112813301A CN 201911102983 A CN201911102983 A CN 201911102983A CN 112813301 A CN112813301 A CN 112813301A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
equal
less
impurities
titanium
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.)
Pending
Application number
CN201911102983.9A
Other languages
English (en)
Inventor
贺永东
孙郅程
高翔
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.)
Xinjiang University
Original Assignee
Xinjiang University
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 Xinjiang University filed Critical Xinjiang University
Priority to CN201911102983.9A priority Critical patent/CN112813301A/zh
Publication of CN112813301A publication Critical patent/CN112813301A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys

Abstract

本发明公开一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法，合金的化学组份可以表示为：Ti+(a%)Cr+(b%)Co+(c%)Ni+（d%）Mo+（e%）Zr+(f%)Nb+(g%)Ru+(0.05‑0.15%)B+(0.03‑0.12%)Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。式中：a为0.0‑0.15；b为0.0‑0.6；c为0.0‑0.9；d为0.0‑0.9；e为0.0‑0.6；f为0.0‑0.9；g为0.0‑0.08。本发明通过多元微合金化、固溶强化、细晶强化合金基体。通过复合添加Mo、Co、Cr、Ni，在合金表面形成稳定、牢固的NiO、Cr2O3、Co2O3、Mo2O3、TiO2惰性保护膜，提高合金耐蚀性能。通过多组元复合添加微量低价金属元素Cr、Ni、Zr、Mo、Nb、Co，完全替代贵金属钯、完全替代或者部分替代贵金属钌，降低原料成本100000元/吨。

Description

一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及钛及钛合金合金化与腐蚀性能提升，属于有色金属材料腐蚀防护与合金化技术领域，尤其涉及一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法。
背景技术
纯钛及耐蚀钛合金在工业、农业、国防领域有着广泛的用途，发挥着不可替代的作用。一般而言，工业纯钛在氧化性介质、中性介质、弱还原性介质中有一定耐蚀性，其耐蚀能力得益于表面覆盖一层稳定的、附着能力强、保护性强的氧化膜。在还原性酸溶液和较强的氧化性介质中，钛是不耐腐蚀的，钛能与干氯气和发烟硝酸剧烈反应，引起剧烈燃烧甚至爆炸。目前，国内外广泛应用的耐蚀钛合金主要包括钛钼系合金、钛镍系合金、钛钯系合金、钛钽系合金四大类。钛钼系合金又可分为简单钛钼系合金、钛钼镍系合金、钛钼铌系合金、钛钼锆系合金、钛钼钯系合金。以简单Ti—30Mo钛钼合金为例，该合金在还原性的盐酸中具有优异的耐蚀性能，在沸腾的5%盐酸、5%硫酸、10%磷酸、10%醋酸和5%的甲酸中，具有极佳的耐蚀性能，最大腐蚀率仅为0.0254-0.0508mm/a。而同样耐蚀性能优异的工业纯钛，在温度为93.3℃、浓度为10%的硫酸中的腐蚀率达到38.1-50.8mm/a。该系合金的主要合金元素是金属钼，由于钼的密度是钛的密度的2.3倍、熔点较金属钛高近1000℃，在熔炼含钼量高的钛合金时，铸锭容易产生密度偏析，导致铸锭化学成分不均匀。要得到合格的铸锭，通常要进行3-4次重熔铸造，熔炼能耗极高，生产流程长，生产效率极低。铸锭虽然经过3-4次反复的重熔熔炼，所生产的钛钼合金铸锭仍然存在化学成分不均匀等问题，后续的热处理也无法消除成分不均的缺陷，由于合金成分和组织不均匀，严重影响最终制品的性能，制约该类合金的生产和应用。该类合金的另一个不足是，在氧化性介质中的耐蚀性较差。
钛镍系合金在高温、高盐环境下使用有着优越的耐蚀性能，在200℃的高温、高盐合金中仍然可以长期使用，该系合金在氧化性酸和还原性酸性介质中耐蚀性不足。钛钽系耐蚀合金具有良好的加工工艺性能和焊接性能，可以在氧化性酸性价值中长期使用，在100-200℃的流动的硝酸中耐蚀性能优良。钛钯系合金包括钛铂合金、钛钯合金，共同优点是易于加工成型，在氧化性介质中具有优良的耐蚀性，对还原性介质也有一定的耐蚀能力。该系合金存在的问题是，含有贵金属元素铂、钯等，生产成本极高。目前市场上生产的钛钯系耐蚀合金器件，包括美国ASTM16级钛（Ti-0.05Pd）和ASTM7级钛（Ti-0.15Pd），中国的TA8（Ti-0.05Pd）和TA9（Ti-0.2Pd），日本是JISH4650牌号为12级钛（Ti-0.2Pd），每吨销售价格超过100万元，高昂的成本严重制约该合金的生产、加工和应用。工业纯钛在沸腾的水、高温蒸汽、海洋环境下，与铁接触就会吸氢；在有氢的环境下，与铜接触就会引起氢脆；在石油精炼领域，有硫化氢的环境下也会因吸氢产生腐蚀；在盐酸、硫酸环境下，纯钛的腐蚀会加剧，不能满足市场和用户的要求。耐蚀钛合金的研发方向是：用廉价合金元素替代贵金属钯、钌，开发无钯、低钌甚至无钌的低成本钛合金，满足耐蚀钛合金的使用要求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法。
上述目的是通过下述方案实现的：本发明介绍了一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法，通过多元微量合金化，净化合金基体，固溶强化、细晶强化合金基体。通过复合添加合金元素Mo、Co、Cr、Ni， 在合金表面形成稳定的、牢固的、不动态的NiO、Cr2O3、Co2O3、Mo2O3、TiO2惰性氧化物保护膜，对合金基体起到保护作用，提高合金的耐蚀性能。通过多组元复合添加微量低价金属元素完全替代贵金属钯、完全替代或者部分替代贵金属钌，降低原料成本100000元/吨。
通过复合添加铬、钴、镍、锆、钼、铌、钌、硼、钇多元合金化手段，固溶强化钛合金基体，其中，Nb、Mo两种元素与高温时的β（Ti）无限互溶，是β同晶稳定元素，对合金有一定的固溶强化作用；铬、钴、镍是β（Ti）稳定元素，扩大β（Ti）相区，提高合金的塑性。两组元素均能改善合金的热加工性能，提高合金的强度和组织稳定性，提高合金的耐热性能，改善合金的冷热加工性能。合金的力学性能优于含贵金属钯的TA8、TA8-1、TA9、YA9-1，优于含贵金属钌的TA27、TA27-1。
复合添加β（Ti）稳定元素Cr、Zr、Co、Ni、Mo、Nb，通过β（Ti）稳定元素固溶入高温β（Ti）相，通过β（Ti）/α（Ti）转变析出，对合金起到析出强化作用，提高合金强度。
通过复合添加元素Mo、Ni或者Mo、Nb或者Mo、Zr或者Co、Cr、Ni或者元素Mo、Co、Cr、Ni或者Mo、Nb、Cr、Ni等， 在合金表面形成稳定的、牢固的、不动态的NiO、Cr2O3、Co2O3、Mo2O3、TiO2惰性氧化物保护膜，对合金基体起到保护作用，提高合金的耐蚀性能。
通过复合添加低价金属Cr、Ni、Zr、Mo、Nb、Co替代贵金属Pd和Ru或者部分替代贵金属Ru，使合金贵金属原料成本降低100000元/吨。
Zr能够与α（Ti）相和β（Ti）相无限互溶，对合金起到固溶强化作用，能延迟合金中的某些有害的相转变，提高合金的淬透性。
稀土元素Y细化合金的晶粒和显微组织，提高合金再结晶温度，改善合金的塑性，能够夺取合金基体中的间隙氧形成Y2O3，使合金基体中的氧贫化，净化合金基体、消除杂质氧的有害影响。
硼能够与钛作用形成高熔点的TiB2，作为α（Ti）、β（Ti）的形核基底，在合金凝固过程中，起到细化合金铸锭的晶粒组织的作用。微量的硼能固溶于钛合金基体中，硼能够抑制合金在退火过程的组织异常长大，合金通过退火或者固溶以及后续的时效工艺，析出高熔点的弥散质点，能够抑制合金再结晶晶粒长大，提高合金的强度。
合金的化学组份可以表示为（以质量分数表示，以下同）：
Ti+(a%)Cr+(b%)Co+ (c%)Ni+（d%）Mo +（e%）Zr+(f%)Nb +(g%) Ru+ (0.05-0.15% )B+(0.03-0.12% )Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
式中：a为0.0-0.15；b为0.0-0.6；c为0.0-0.9；d为0.0-0.9；e为0.0-0.6；f为0.0-0.9；g为0.0-0.08。
具体实施方案为：
⑴按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）：
Ti+(0.04-0.06%)Ru+(0.05-0.15%)Cr+(0.35-0.6%)Ni+(0.06-0.09%)B+ (0.05-0.10%) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑵按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）：
Ti+(0.20-0.40%)Mo+(0.55-0.9%)Ni+(0.08-0.0.12%)B+ (0.06-0.12 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑶按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）： Ti+(0.30-0.80%)Mo+(0.50-0.90%)Zr+(0.08-0.0.12%)B+ (0.06-0.12 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑷按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）： Ti+(0.30-0.90%)Mo+(0.50-0.90%)Nb+(0.08-0.0.12%)B+ (0.06-0.12 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑸按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）：
Ti+(0.08-0.15%)Cr+ (0.30- 0.60%)Ni+（0.30-0.90%）Mo + (0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y。杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑹按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）： Ti+(0.08-0.15%)Cr+(0.20-0.50%)Co+ (0.30- 0.60%)Ni+（0.30-0.90%）Mo +(0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y。杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑺按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）：
Ti+(0.08-0.15%)Cr+(0.20-0.50%)Co+（0.30-0.90%）Mo +(0.30-0.50%)Nb + (0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y。杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑻按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）：
Ti+(0.08-0.15%)Cr+ (0.30- 0.60%)Ni+（0.30-0.90%）Mo +(0.30-0.50%)Nb +(0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y。杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
合金的熔炼过程简述如下：
以0级海绵钛、Al-60%Cr中间合金、Al-80%Mo中间合金、Al-30%Nb中间合金、Al-10%B中间合金、纯锆、纯钇、纯镍、纯钴为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。按照合金成分及配料要求的比例混合原料，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。利用真空电弧产生的高温、高真空，脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。
本发明通过多元合金化和微量合金化，净化合金基体，固溶强化、细晶强化合金基体，提高合金强度。通过复合添加合金元素Mo、Co、Cr、Ni， 在合金表面形成稳定的、牢固的、不动态的NiO、Cr2O3、Co2O3、Mo2O3、TiO2惰性氧化物保护膜，对合金基体起到保护作用，提高合金的耐蚀性能。通过复合添加低价金属完全替代贵金属钯、完全替代或者部分替代贵金属钌，综合降低原料成本100000元/吨。
具体实施方式
本发明介绍了一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法，通过多元微量合金化，净化合金基体，固溶强化、细晶强化合金基体。通过复合添加合金元素Mo、Co、Cr、Ni， 在合金表面形成稳定的、牢固的、不动态的NiO、Cr2O3、Co2O3、Mo2O3、TiO2惰性氧化物保护膜，对合金基体起到保护作用，提高合金的耐蚀性能。通过多组元复合添加微量低价金属元素完全替代贵金属钯、完全替代或者部分替代贵金属钌，降低原料成本。
本发明的实施例：
实施例1：
Ti+0.05%Ru+0.08%Cr+ 0.50%Ni + 0.07% B+0.08% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-60%Cr中间合金、Al-10%B中间合金、纯镍、纯钇、纯钌为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：Ru ：0.046%；Cr ：0.078%；Ni：0.49%；B： 0.069%；Y： 0.082%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.12%,Fe≦0.13%，N≦0.022%，H≦0.011%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例2：
Ti+0.30%Mo+ 0.70%Ni + 0.10% B+0.10% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-10%B中间合金、纯镍、纯钇为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在电子束冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：Mo：0.33%；Ni： 0.69%；B：0.093%；Y： 0.098%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.10%,Fe≦0.15%，N≦0.036%，H≦0.009%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例3：
Ti+0.60%Mo+0.8%Zr+ 0.50%Ni + 0.10% B+0.09% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-15%Zr中间合金、Al-10%B中间合金、纯镍、纯钇为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：M0 ：0.63%；Zr ：0.083%；Ni：0.54%；B： 0.099%；Y： 0.088%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.19%,Fe≦0.16%，N≦0.032%，H≦0.006%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例4：
Ti+0.60%Mo+0.8%Nb+ 0.50%Ni + 0.10% B+0.09% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-10%B中间合金、纯镍、纯钇、纯铌为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：M0 ：0.62%；Nb：0.84%；Ni：0.56%；B： 0.104%；Y： 0.093%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.13%,Fe≦0.18%，N≦0.036%，H≦0.008%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例5：
Ti+0.13%Cr+0.80%Mo+0.50%Ni + 0.08% B+0.08% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-35%Cr中间合金、Al-10%B中间合金、纯镍、纯钇为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：M0 ：0.83%；Cr ：0.12%；Ni：0.52%；B： 0.084%；Y： 0.083%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.19%,Fe≦0.14%，N≦0.016%，H≦0.009%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例6：
Ti+0.13%Cr+0.80%Mo+0.40%Co+0.50%Ni + 0.08% B+0.08% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-35%Cr中间合金、Al-10%B中间合金、纯镍、纯钇、纯钴为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：M0 ：0.85%；Cr ：0.139%；Ni：0.56%；B： 0.078%；Y： 0.082%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.21%,Fe≦0.12%，N≦0.011%，H≦0.01%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例7：
Ti+0.13%Cr+0.80%Mo+0.40%Co+0.40%Nb + 0.08% B+0.08% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-35%Cr中间合金、Al-10%B中间合金、纯铌、纯钇、纯钴为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：M0 ：0.82%；Cr ：0.12%；Nb：0.43%；B： 0.079%；Y： 0.077%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.16%,Fe≦0.22%，N≦0.017%，H≦0.006%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
实施例8：
Ti+0.13%Cr+0.40%Nb+0.80%Mo+0.50%Ni + 0.08% B+0.08% Y。杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
⑴以0级海绵钛、Al-80%Mo中间合金、Al-35%Cr中间合金、Al-10%B中间合金、纯铌、纯钇、纯镍为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用。
⑵将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干、干燥结束，原料直接出炉。
⑶将原料按照合金成分及工艺配料要求的比例进行混合，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭。在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂。
⑷以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼。通过高温、高真空脱除合金中的气体和低熔点夹杂。得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭。铸锭化学成分为（按元素质量百分比计）：M0 ：0.83%；Cr ：0.133%；Nb：0.44%；Ni： 0.49%；B： 0.083%；Y： 0.085%钛合金铸锭 ；杂质O≦0.12%,Fe≦0.14%，N≦0.007%，H≦0.009%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。

Claims (3)

1.本发明公开一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法，
合金的化学组份可以表示为（以质量分数表示，以下同）：
Ti+(a%)Cr+(b%)Co+ (c%)Ni+（d%）Mo +（e%）Zr+(f%)Nb +(g%) Ru+ (0.05-0.15% )B+(0.03-0.12% )Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
式中：a为0.0-0.15；b为0.0-0.6；c为0.0-0.9；d为0.0-0.9；e为0.0-0.6；f为0.0-0.9；g为0.0-0.08。
2.根据权利要求1，其特征在于，该合金含有以下成分中的一种（按质量百分比，%）：
Figure DEST_PATH_IMAGE001AA
.Ti+(0.04-0.06%)Ru+(0.05-0.15%)Cr+(0.35-0.6%)Ni+(0.06-0.09%)B+ (0.05-0.10 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
.Ti+(0.20-0.40%)Mo+(0.55-0.9%)Ni+(0.08-0.0.12%)B+ (0.06-0.12 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
Figure DEST_PATH_IMAGE003AA
.Ti+(0.30-0.80%)Mo+(0.50-0.90%)Zr+(0.08-0.0.12%)B+ (0.06-0.12 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
Figure DEST_PATH_IMAGE004AA
.Ti+(0.30-0.90%)Mo+(0.50-0.90%)Nb+(0.08-0.0.12%)B+ (0.06-0.12 %) Y；杂质Fe≦0.25%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.30%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
⑸．Ti+(0.08-0.15%)Cr+ (0.30- 0.60%)Ni+（0.30-0.90%）Mo + (0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y；杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
⑹．Ti+(0.08-0.15%)Cr+(0.20-0.50%)Co+ (0.30- 0.60%)Ni+（0.30-0.90%）Mo +(0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y；杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
⑺．Ti+(0.08-0.15%)Cr+(0.20-0.50%)Co+（0.30-0.90%）Mo +(0.30-0.50%)Nb +(0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y；杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
⑻．Ti+(0.08-0.15%)Cr+ (0.30- 0.60%)Ni+（0.30-0.90%）Mo +(0.30-0.50%)Nb +(0.05-0.09%) B+(0.03-0.09% )Y；杂质Fe≦0.15%，N≦0.05%，H≦0.015%，O≦0.20%,合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
3.根据权利要求1-2，其特征在于，该合金的熔炼过程简述如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001AAA
.以0级海绵钛、Al-60%Cr中间合金、Al-80%Mo中间合金、Al-30%Nb中间合金、Al-10%B中间合金、纯锆、纯钇、纯镍、纯钴为原料，将中间合金破碎筛分至3-12.7mm的粒度备用；
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAA
.将制备的原料送入干燥炉干燥，脱除原料中的吸附水分，烘干；按照合金成分及配料要求的比例混合原料，以配好的炉料为原料，在等离子体冷床炉进行冷床炉熔炼，得到一次铸锭；在冷床熔炼时，通过高温熔化、溶解合金中的高密度、低密度夹杂，通过浮选、沉降的机理脱除合金中无法熔化、溶解的高密度、低密度夹杂；
Figure DEST_PATH_IMAGE003AAA
.以一次铸锭为原料，在真空自耗电极电弧炉对合金进行二次熔炼；利用真空电弧产生的高温、高真空，脱除合金中的气体和低熔点夹杂；得到气体、低熔点夹杂很低，高密度、低密度夹杂有效脱除的优质铸锭；
本发明通过多元微合金化、固溶强化、细晶强化合金基体；通过复合添加Mo、Co、Cr、Ni，在合金表面形成稳定、牢固的NiO、Cr2O3、Co2O3、Mo2O3、TiO2惰性保护膜，提高合金耐蚀性能；通过多组元复合添加微量低价金属元素Cr、Ni、Zr、Mo、Nb、Co，完全替代贵金属钯、完全替代或者部分替代贵金属钌，降低原料成本100000元/吨。
CN201911102983.9A 2019-11-12 2019-11-12 一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法 Pending CN112813301A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911102983.9A CN112813301A (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911102983.9A CN112813301A (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112813301A true CN112813301A (zh) 2021-05-18

Family

ID=75851385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911102983.9A Pending CN112813301A (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112813301A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114959360A (zh) * 2022-06-16 2022-08-30 昆明理工大学 一种耐蚀钛合金及其制备方法和耐蚀柔性轴承

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4871400A (en) * 1987-04-28 1989-10-03 Nippon Steel Corporation Method for producing titanium strip having small proof strength anisotropy and improved ductility
CN1050742A (zh) * 1989-10-06 1991-04-17 通用电气公司 改进多组分钛合金的方法及所制备的合金
DE10224722C1 (de) * 2002-05-30 2003-08-14 Leibniz Inst Fuer Festkoerper Hochfeste, plastisch verformbare Formkörper aus Titanlegierungen
CN101191166A (zh) * 2006-11-30 2008-06-04 江苏宏宝集团有限公司 一种钛钼镍合金
CN102031417A (zh) * 2010-12-28 2011-04-27 西部钛业有限责任公司 一种钼镍合金钛管及其制备方法
TW201910528A (zh) * 2017-08-07 2019-03-16 日商新日鐵住金股份有限公司 鈦塊及其製造方法、以及鈦扁胚

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4871400A (en) * 1987-04-28 1989-10-03 Nippon Steel Corporation Method for producing titanium strip having small proof strength anisotropy and improved ductility
CN1050742A (zh) * 1989-10-06 1991-04-17 通用电气公司 改进多组分钛合金的方法及所制备的合金
DE10224722C1 (de) * 2002-05-30 2003-08-14 Leibniz Inst Fuer Festkoerper Hochfeste, plastisch verformbare Formkörper aus Titanlegierungen
CN101191166A (zh) * 2006-11-30 2008-06-04 江苏宏宝集团有限公司 一种钛钼镍合金
CN102031417A (zh) * 2010-12-28 2011-04-27 西部钛业有限责任公司 一种钼镍合金钛管及其制备方法
TW201910528A (zh) * 2017-08-07 2019-03-16 日商新日鐵住金股份有限公司 鈦塊及其製造方法、以及鈦扁胚

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114959360A (zh) * 2022-06-16 2022-08-30 昆明理工大学 一种耐蚀钛合金及其制备方法和耐蚀柔性轴承
CN114959360B (zh) * 2022-06-16 2023-01-24 昆明理工大学 一种耐蚀钛合金及其制备方法和耐蚀柔性轴承

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111500917B (zh) 一种高强韧性中熵高温合金及其制备方法
CN103526131B (zh) 一种高强度不锈钢咖啡壶材料及其制备方法
CN110592432B (zh) 一种钴基变形高温合金及其制备方法
CN110218899B (zh) 一种高强耐蚀Cu-Ti系合金箔材及其制备方法
WO2018045695A1 (zh) 抗软化铜合金、制备方法及其应用
CN110484886B (zh) 一种含微量稀土元素的镍铼合金旋转管状靶材及制备方法
WO2021134949A1 (zh) 一种热作模具钢电渣重熔锭及其制造方法
CN112030032B (zh) 一种Cu-Cr-Ti-Zr系合金及铜带制备方法
JP2004010963A (ja) 高強度Ｔｉ合金およびその製造方法
CN105568090A (zh) 耐氯离子腐蚀型铝合金油管用铝合金及其管材制造方法
CN112281026A (zh) 一种耐蚀锆合金及其铸锭的制备方法和应用
CN112813285A (zh) 一种含钼耐蚀钛合金短流程制备方法
CN112813301A (zh) 一种低成本耐蚀钛合金及其制备方法
CN107322003A (zh) 一种制备低杂质含量钨粉的工业方法
CN114032417A (zh) 一种耐冲刷腐蚀的铜镍合金及其制备方法
TW200413544A (en) Ni-Cr-Mo-Cu alloys resistant to sulfuric acid and wet process phosphoric acid
CN112813331A (zh) 一种钴铬铁镍锰共晶高熵铸铁、制备方法及用途
CN116676521A (zh) 一种具有非均匀晶粒异质结构CrCoNi基中熵合金及其制备方法
CN112795811A (zh) 一种以多晶多相强化的耐热钛合金及其制备方法
RU2161209C2 (ru) Al-Mn-Si-N АУСТЕНИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ КИСЛОТОУПОРНАЯ СТАЛЬ
CN114277302B (zh) 一种含钛控氮奥氏体不锈钢非金属夹杂物的控制方法
CN113046594B (zh) 一种高强高导热铜合金材料辊套及其制备方法
CN112813299A (zh) 一种高强度低成本耐蚀钛合金
CN111690854B (zh) 一种高强高韧耐腐蚀铝合金材料的加工工艺
CN112030041B (zh) 一种在含氧氢氟酸中具有耐腐蚀性的MonelK500A合金

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination