[发明专利]一种钛合金

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种钛合金。

背景技术

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

钛合金有许多优异的特性，首先钛合金的强度一般都较高和调质合金结构钢相近。但钛合金的密度小，故强度比其它各种合金的都高，这正是钛合金越来越多地应用于航空工业的主要原因。其次是热强度高，由于钛合金的熔点高，在结晶温度也高，因而钛合金具有较高的热强度，目前钛合金可在500℃，下长期工作。抗腐蚀性高，钛合金和纯钛一样具有优良的抗腐蚀性，抗氧化性能优于大多数奥氏体不锈钢。低温性能好，在超低温下，太合金不仅强度升高，而且依然能够保持良好的塑性和韧性，可用来制作火箭和导弹的液氢燃料箱。

中国专利201280037157.0，发明名称为钛合金，本发明公开一种钛合金的配方，该种钛合金，其按质量分数含有铂族元素：0.01-0.15%和稀土元素：0.001-0.10%，剩余部分包含Ti和杂质。优选按质量%计含有Co：0.05-1.00%来替代前述Ti的一部分，优选含有铂族元素：0.01-0.05%。另外，优选前述铂族元素为Pd、前述稀土元素为Y。由此可以提供具有与以往同等或更好的耐蚀性以及良好的加工性的。其不足是由于含有稀有的铂元素所以造价较贵，难以大规模生产应用。

中国专利201310351700.3，发明名称为一种钛合金，该发明公开了一种钛合金配方，所述合金的组成为（以重量%计）：0.25%至0.29%的碳；0.10%至1.20%的锰；0.09%至0.13%的磷；0.10%至0.19%的碲；0.60%至1.00%的锑；≤0.09%的铝；≤0.01%的氮；0.45%至0.83%的铬；0.04%至0.07%的铌；≤0.50%的铜；0.25%至0.70%的镧；0.2%至2.00%的铈；0.2%至0.4%的钒；0.0075%至0.0095%的钨；0.010%至0.050%的钛；其余为铁和不可避免的杂质。其不足是该种钛合金的耐腐蚀性能不好。

发明内容

为了克服以上问题，本发明目的是给出一种硬度高，韧性好，耐腐蚀的钛合金的配方。为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

各种添加元素对钛合金的质量影响是不同的，锆是一种中性元素，在n和p-n中均能形成无限互溶固体溶体，能起到回溶强化作用。还能提高钛合金的高温性能，当质量分数小于2％时，可提高合金的抗蠕变效果最好。锡与铁相似，也是中性元素。它在m-Ti和p-x中的回溶度都比较大，能起固溶强化作用，是m固溶体的有效强化元素，而且在提高强度的同时不明显降低合金的塑性。锡还能显者提高合金的抗蠕变能力，是耐热钮含金小的主要合金元素之一。铝是稳定元素，钛合金中加入的铝主要溶入m固溶体，而少量溶于p相，具有显著的固溶强化效果，能提高合金的强度而不明显降低塑性，因此具有良好的冷、热加工性能。同时铁合金中加入铝后，可以提高氢的溶解度，从而减少合金的氢脆。此外，铝还能提高钛合金的热强性和弹性模量，所以铝是钛合金中应用最广泛的合金元素。但是钛合金中铝含量，7％时，由于合金中出现脆性化合物而急剧降低力学性能，故钛合金中的铝合量一般为7％。钒在p-x中能无限固溶，而在。-n中也有一定的溶解度，因此钛能起有效的固溶强化作用，其强化效果比锡高。钒在提高合金强度的同时还能保持良好的塑性。在耐热钻合金中加入钒能提高合金的抗蠕变能力和合金的热稳定性。因此，钒也是钛合金中广泛应用的合金。