一种高温超塑性钛合金板材及制备方法转让专利
申请号 : CN202011488569.9
文献号 : CN112760522B
文献日 : 2022-05-10
发明人 : 宋晓云 , 骆雨萌 , 罗峥 , 刘睿 , 于洋 , 叶文君 , 惠松骁 , 魏衍广 , 陶海明 , 崔雪飞
申请人 : 有研工程技术研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种高温超塑性钛合金板材,其特征在于:该合金的组成及各元素含量的重量百分比(wt.%)为:Al:6,Zr:3.6,V:0.7,Fe:1.3,Mo:1.8,Cr:2.3,Nb:0.6,O:0.17,余量为Ti和不可避免的杂质元素,或Al:6.5,Zr:3.0,V:0.8,Fe:1.5,Mo:2.5,Cr:2.5,Nb:0.9,O:0.15,余量为Ti和不可避免的杂质元素,
其制备方法,包括如下步骤:(1)合金采用的原料为0级海绵Ti、海绵Zr、金属Al豆、TiO2、Al‑Mo、Mo‑Fe、Cr‑Fe、Al‑V、Al‑Nb合金;将海绵Ti、海绵Zr、金属Al豆、TiO2和其他合金按照重量比称量完毕后进行分层布料,然后压制成电极,通过三次真空自耗电弧熔炼制备出铸锭;(2)将铸锭在相变点以上开坯,逐步降温进行中间锻造制成板坯,对板坯在相变点以下
40~50℃充分加热后,在轧机上轧制成1.0~3.0mm厚的板材;随后对板材进行整体热处理,热处理温度为相变点以下20℃,保温时间为2h,冷却方式为空冷,其平均晶粒尺寸不超过5μm,室温下的弯曲角为180°;室温抗拉强度不低于1050MPa,屈服强度不低于920MPa,延伸率不低于8%;650℃下的抗拉强度不低于550MPa,延伸率不低于
50%;800℃时,超塑拉伸变形延伸率A≥1100%。
2.根据权利要求1所述的一种高温超塑性钛合金板材,上述钛合金中杂质元素N、H和C的含量重量百分比为:N<0.01%,H<0.0015%,C<0.05%。
3.权利要求1或2所述的高温超塑性钛合金板材的制备方法,包括如下步骤:(1)合金采用的原料为0级海绵Ti、海绵Zr、金属Al豆、TiO2、Al‑Mo、Mo‑Fe、Cr‑Fe、Al‑V、Al‑Nb合金;将海绵Ti、海绵Zr、金属Al豆、TiO2和其他合金按照重量比称量完毕后进行分层布料,然后压制成电极,通过三次真空自耗电弧熔炼制备出铸锭;(2)将铸锭在相变点以上开坯,逐步降温进行中间锻造制成板坯,对板坯在相变点以下40~50℃充分加热后,在轧机上轧制成1.0~3.0mm厚的板材;随后对板材进行整体热处理,热处理温度为相变点以下20℃,保温时间为2h,冷却方式为空冷。
说明书 :
一种高温超塑性钛合金板材及制备方法
技术领域
背景技术
是由于经常需要进行超塑成形,因此需要采用薄板,且要求材料具备优异的超塑性。
Al‑Sn‑Zr‑Mo‑Si系近α型钛合金,考虑到合金在长时高温工作时的组织稳定性,合金中β稳
定元素含量较低。这类材料多以棒材或者锻件等应用,若继续增加对α相的固溶强化起决定
性作用的α稳定元素和中性元素,容易导致α2相的大量析出而使合金变脆,降低材料的工艺
性能,特别是超塑成形难度大,变形抗力高。因此,在保持合金具有较高的高温强度的同时,
加入β稳定元素以提高合金的超塑成形性能。Fe元素稳定β相的能力强,可使合金经热处理
后保留一定量的β相,改善钛合金的加工工艺性能,有利于合金的板材成型,而且其价格低
廉,加入到合金中可降低原料成本。除了合金成分外,材料的显微组织也具有显著影响,控
制板材的晶粒尺寸不超过5μm。
发明内容
1,O:0.15~0.2,余量为Ti和不可避免的杂质元素。
属Al豆、TiO2和其他合金称量完毕后进行分层布料,然后压制成电极,通过三次真空自耗电
弧熔炼制备出铸锭;(2)将铸锭在相变点以上开坯,逐步降温进行中间锻造制成板坯,对板
坯在相变点以下40~50℃充分加热后,在轧机上轧制成1.0~3.0mm厚的板材;随后对板材
进行整体热处理,热处理温度为相变点以下20℃,保温时间为2h,冷却方式为空冷。
格低廉,加入到合金中可降低原料成本。
室温及高温强度,并且具有高温超塑性。本发明的合金性能为:室温下的弯曲角为180°;室
温抗拉强度不低于1050MPa,屈服强度不低于920MPa,延伸率不低于8%;650℃下的抗拉强
度不低于550MPa,延伸率不低于50%;800℃时,超塑拉伸变形延伸率A≥1100%。本发明的
钛合金及合金板材具有优异的室温和高温力学性能匹配,可以满足短时高温高强条件下对
钛合金的应用需求。
具体实施方式
元素。其制备方法,包括如下步骤:(1)合金采用的原料为0级海绵Ti、海绵Zr、金属Al豆、
TiO2、Al‑Mo、Mo‑Fe、Cr‑Fe、Al‑V、Al‑Nb合金;将海绵Ti、海绵Zr、金属Al豆、TiO2和其他合金
称量完毕后进行分层布料,然后压制成电极,通过三次真空自耗电弧熔炼制备出铸锭;(2)
将铸锭在相变点以上开坯,逐步降温进行中间锻造制成板坯,对板坯在相变点以下40~50
℃充分加热后,在轧机上轧制成2.0mm厚的板材;随后对板材进行整体热处理,热处理温度
为相变点以下20℃,保温时间为2h,冷却方式为空冷。
质元素,其余与实施例1相同。
元素,其余与实施例1相同。
质元素,其余与实施例1相同。
温拉伸测试,结果如下表所示:
之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。