一種復合耐熱鈦合金制造技術

本發明專利技術公開了一種復合耐熱鈦合金，由以下重量百分比的成分組成：鋁4.2-8.5wt%、錫1.5-4.8wt%、鋯2.5-6.8wt%、鎢0.8-2.8wt%、硅0.1-0.4wt%、鈮0.5-2.0wt%、釩2.0-4.0wt%、硼4.2-8.5wt%、鑭0.2-0.8wt%、鉭1.5-2.5wt%、釔0.5-1.5wt%、余量為鈦;通過熔煉、燒結、等溫鍛造和熱處理工藝制備得到。本發明專利技術的鈦合金具有良好的綜合性能，尤其是抗蠕變性能和熱穩定性優異，抗蠕變性能和熱穩定性形成良好的匹配，可以在600℃甚至在700℃條件下長期使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術，具體涉及一種高性能金屬結構材料
，具體涉及一種復合耐熱鈦合金，還涉及該材料的制備方法。
技術介紹
鈦是最重要的結構金屬之一。從在地殼中的量來說，鈦的儲量非常豐富，在結構金屬中僅次于鋁、鐵、鎂，位列第四位。在性能方面，鈦具有密度小、比強度高、耐腐蝕性好以及卓越的高溫和低溫等特性，因而被廣泛用于航空航天工業、兵器工業、核工業、石油化工、冶金工業、機械工業艦船工業及海洋開發、以及醫療衛生等領域。特別地，鈦及其合金是制造超音速飛機以及航天飛機和宇宙飛船的機翼骨架、蒙皮、機身板、機身骨架、發動機艙起落架等構件的理想材料。與鋼和鋁相比，鈦合金在高溫下仍具有良好的韌性和強度。因此，隨著飛行速度的加快和部件工作溫度的提高，鈦和鈦合金在航空航天工業中的用量越來越大。目前先進航空發電機要求鈦合金的使用溫度達到600°C，兒常規鈦合金的極限溫度就是600°C，在此溫度下，鈦合金的某些性能急劇惡化，尤其是抗蠕變性能和熱穩定性能無法達到使用要求。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種穩定性好的復合耐熱鈦合金。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為:一種復合耐熱鈦合金，該復合耐熱鈦合金由以下重量百分比的成分組成:鋁4.2-8.5wt%、錫1.5-4.8wt%、鋯2.5-6.8wt%、鎢0.8-2.8wt%、硅 0.1-0.4wt%、鈮 0.5-2.0wt%、釩 2.0-4.0wt%、硼 4.2-8.5wt%、鑭 0.2-0.8wt%、鉭 1.5-2.5wt%、釔 0.5-1.5wt%、余量為鈦。進一步地，該復合耐熱鈦合金由以下重量百分比的成分組成:鋁5.2-6.8wt%、錫2.6-3.6wt%、鋯 3.8-4.2wt%、鎢 1.2-2.2wt%、硅 0.2-0.3wt%、鈮 1.2-1.6wt%、釩 2.8-3.2wt%、硼 5.6-6.4wt%、鑭 0.4-0.6wt%、鉭 1.8-2.2wt%、釔 0.7-1.2wt%，余量為鈦。進一步地，該復合耐熱鈦合金由以下重量百分比的成分組成:鋁6.2wt%、錫3.lwt%、錯 3.9wt%、媽 1.8wt%、娃 0.26wt%、銀 1.4wt%、.凡 2.9wt%、硼 5.8wt%、鑭 0.5wt%、組2.0wt%、?乙 0.9wt%、余量為鈦。本專利技術的另一目的在于提供一種復合耐熱鈦合金的制備方法，包括如下步驟: Cl)按照上述比例選取各成分，在1700-1740°C條件下熔化成鈦合金液； (2)在真空爐中進行燒結，真空度為_30Kpa，燒結溫度為1248-1298°C，燒結時間為2-5h ； (3)在鈦合金相變點溫度以上20-50°C對步驟(2)得到的產物在等溫鍛造設備上進行第一火次的高溫等溫鍛造，鍛造過程中恒定應變速率控制為10 2-10 3S \鍛造總變形大于50% ;然后進行第二火次的高溫等溫鍛造，鍛造過程中恒定應變速率控制為10 2-10 3S \鍛造總變形大于10%; (4)熱處理:1020-1040 °C 處理 1.5_3h，保溫 0.25-0.5h，爐冷至 920-940 °C，保溫0.25-0.5h，空冷 910-9300C，保溫 0.25-0.5h，爐冷至 720-740°C，保溫 0.25-0.5h，空冷。進一步地，所述步驟(3)中高溫等溫鍛造的始鍛溫度為1260 °C，終鍛溫度為1120。。。本專利技術的有益效果:本專利技術的鈦合金具有良好的綜合性能，尤其是抗蠕變性能和熱穩定性優異，抗蠕變性能和熱穩定性形成良好的匹配，可以在600°C甚至在700°C條件下長期使用。【具體實施方式】實施例1 一種復合耐熱鈦合金，由以下重量百分比的成分組成:招4.2wt%、錫1.5wt%、錯2.5wt%、媽 0.8wt%、石圭 0.lwt%、銀 0.5wt%、?凡 2.0wt%、硼 4.2wt%、鑭 0.2wt%、組 1.5wt%、?乙0.5wt%、余量為鈦。制備方法: (O按照上述比例選取各成分，在1700°C條件下熔化成鈦合金液； (2)在真空爐中進行燒結，真空度為_30Kpa，燒結溫度為1248°C，燒結時間為2h; (3)在鈦合金相變點溫度以上20°C對步驟(2)得到的產物在等溫鍛造設備上進行第一火次的高溫等溫鍛造，鍛造過程中恒定應變速率控制為10 2S \鍛造總變形大于50% ;然后進行第二火次的高溫等溫鍛造，鍛造過程中恒定應變速率控制為10 2S \鍛造總變形大于10% ； (4)熱處理:1020°C處理1.5h，保溫0.25h，爐冷至920°C，保溫0.25h，空冷910°C，保溫0.25h，爐冷至720°C，保溫0.25h，空冷。其中，步驟(3)中高溫等溫鍛造的始鍛溫度為1260°C，終鍛溫度為1120°C。所制備的合金棒材性能如下: 室溫拉伸性能Rm彡745MPa，A5 ^ 8%, Z ^ 19% ； 高溫蠕變性能600°C /160MPa/100h條件下殘余變形彡0.26% ； 熱穩定 600°C /10h 熱暴露后，Rm 彡 715MPa，A5 ^ 3%, Z ^ 6% ； 室溫疲勞性能R=-Lo ^ 420Mpa。實施例2 一種復合耐熱鈦合金，由以下重量百分比的成分組成:招8.5wt%、錫4.8wt%、錯6.8wt%、媽 2.8wt%、石圭 0.4wt%、銀 2.0wt%、?凡 4.0wt%、硼 8.5wt%、鑭 0.8wt%、組 2.5wt%、?乙1.5wt%、余量為鈦。制備方法: (O按照上述比例選取各成分，在1740°c條件下熔化成鈦合金液； (2)在真空爐中進行燒結，真空度為_30Kpa，燒結溫度為1298°C，燒結時間為5h; (3)在鈦合金相變點溫度以上50°C對步驟(2)得到的產物在等溫鍛造設備上進行第一火次的高溫等溫鍛造，鍛造過程中恒定應變速率控制為10 3S \鍛造總變形大于50% ;然后進行第二火次的高溫等溫鍛造，鍛造過程中恒定應變速率控制為10 3S \鍛造總變形大于 10% ； (4)熱處理:1040°C處理1.5-3h，保溫0.5h，爐冷至940°C，保溫0.5h，空冷930°C，保溫0.5h，爐冷至740 °C，保溫0.5h，空冷。其中，步驟(3)中高溫等溫鍛造的始鍛溫度為1260°C，終鍛溫度為1120°C。所制備的合金棒材性能如下: 室溫拉伸性能 Rm 彡 745MPa，A5 ^ 7.5%, Z ^ 19% ； 高溫蠕變性能600°C /160MPa/100h條件下殘余變形彡0.25% ； 熱穩定 600°C /10h 熱暴露后，Rm 彡 705M當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合耐熱鈦合金，其特征在于：該復合耐熱鈦合金由以下重量百分比的成分組成：鋁4.2?8.5wt%、錫1.5?4.8wt%、鋯2.5?6.8wt%、鎢0.8?2.8wt%、硅0.1?0.4wt%、鈮0.5?2.0wt%、釩2.0?4.0wt%、硼4.2?8.5wt%、鑭0.2?0.8wt%、鉭1.5?2.5wt%、釔0.5?1.5wt%、余量為鈦。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李瑞國，
申請(專利權)人：無棣向上機械設計服務有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37