[发明专利]高强度α/β 钛合金紧固件和紧固件坯料

权利要求书

1.一种选自钛合金紧固件和钛合金紧固件坯料的制品，所述制品包括α/β钛合金，其包括（以重量百分数计）：

3.9至4.5的铝；

2.2至3.0的钒；

1.2至1.8的铁；

0.24至0.3的氧；

多达0.08的碳；

多达0.05的氮；

钛；以及

总共多达0.3的其它元素；

其中所述制品具有至少170ksi（1,172MPa）的极限拉伸强度和至少103ksi（710.2MPa）的双剪切强度。

2.如权利要求1所述的制品，其中所述制品包括多达0.75英寸（1.91cm）的直径，并且具有至少180ksi（1,241MPa）的极限拉伸强度以及至少108ksi（744.6MPa）的双剪切强度。

3.如权利要求1所述的制品，其中所述其它元素基本上由以下元素中的一种或多种组成：锡、锆、钼、铬、镍、硅、铜、铌、钽、锰和钴，其中每一个这样的元素的重量百分数为0.1及以下；以及硼和钇，其中每一个这样的元素的重量百分数为小于0.005。

4.如权利要求1或2所述的制品，其中所述紧固件包括以下项中的一个：螺栓、螺母、螺柱、螺钉、垫圈、锁紧垫圈以及铆钉。

5.一种选自钛合金紧固件和钛合金紧固件坯料的制品，所述制品包括α/β钛合金，其基本上由以下成分组成（以重量百分数计）：

3.9至4.5的铝；

2.2至3.0的钒；

1.2至1.8的铁；

0.24至0.3的氧；

多达0.08的碳；

多达0.05的氮；

不超过总共0.3的其它元素；

钛；

附带杂质；

其中所述其它元素基本上由以下元素中的一种或多种组成：锡、锆、钼、铬、镍、硅、铜、铌、钽、锰和钴，其中每一此类元素的重量百分数为0.1及以下；以及硼和钇，其中每一此类元素的重量百分数为小于0.005；以及

其中所述制品具有至少170ksi（1,172MPa）的极限拉伸强度和至少103ksi（710.2MPa）的双剪切强度。

6.如权利要求5所述的制品，其中所述制品包括多达0.75英寸（1.91cm）的直径，并且具有至少180ksi（1,241MPa）的极限拉伸强度以及至少108ksi（744.6MPa）的双剪切强度。

7.如权利要求5或6所述的制品，其中所述紧固件包括以下项中的一个：螺栓、螺母、螺柱、螺钉、垫圈、锁紧垫圈以及铆钉。

8.一种用于制备钛合金紧固件坯料的方法，所述方法包括：

提供α/β钛合金，其包括（以重量百分数计）：

3.9至4.5的铝；

2.2至3.0的钒；

1.2至1.8的铁；

0.24至0.3的氧；

多达0.08的碳；

多达0.05的氮；

钛；以及

总共多达0.3的其它元素；

在所述钛合金的α/β相中对所述钛合金进行热轧；

在1小时至2小时的退火时间内及1,200℉（648.9℃）至1,400℉（760℃）的退火温度下使所述钛合金退火；

用空气冷却所述钛合金；

将所述钛合金加工成预定尺寸；

在0.5小时至2小时的固溶处理时间内及1,500℉（815.6℃）至1,700℉（926.7℃）的固溶处理范围下对所述钛合金进行固溶处理；

以至少等于空气冷却速率的冷却速率冷却所述钛合金，

在4小时至16小时的时效处理时间内及800℉（426.7℃）至1,000℉（537.8℃）的时效处理温度下对所述钛合金进行时效处理；以及

用空气冷却所述钛合金。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述α/β钛合金的所述其它元素基本上由以下元素中的一种或多种组成：锡、锆、钼、铬、镍、硅、铜、铌、钽、锰和钴，其中每一个这样的元素的重量百分数为0.1及以下；以及硼和钇，其中每一个这样的元素的重量百分数为小于0.005。