[发明专利]钛铜铁合金和相关的触变成形方法

说明书

本发明涉及钛铜铁合金和相关的触变成形方法。包括约5至约33wt％的铜、约1至约8wt％的铁和钛的钛合金；和制备其的方法。

技术领域

本申请涉及钛合金，并且更具体地，涉及钛合金的触变成形。

背景技术

钛合金在宽的温度范围内提供高拉伸强度，但重量相对较轻。此外，钛合金耐腐蚀。因此，钛合金用于各种苛刻应用，如飞机部件、医疗装置等.

钛合金的塑性成形是昂贵的过程。钛合金的塑性成形所需的工具必须能够承受变形期间的重载。因此，钛合金的塑性成形的工具制造昂贵且由于磨损率高而难以维护。此外，可能难以在塑性成形钛合金时获得复杂的几何形状。因此，通常需要大量的附加机械加工来实现最终产品的所期望的形状，从而进一步增加成本。

铸造是获得具有更复杂形状的钛合金产品的常用替代方案。但是，由于钛合金的熔融温度高，以及熔融钛合金与模具材料和环境氧的过度反应性，钛合金的铸造变得复杂。

因此，钛合金是一些最难以经济有效的方式加工的金属，因此，本领域技术人员持续进行钛合金领域的研究和开发工作。

发明内容

在一个实施方式中，所公开的钛合金包括约5至约33wt％的铜、约1至约8wt％的铁和钛。

在另一个实施方式中，所公开的钛合金基本上由约5至约33wt％的铜、约1至约8wt％的铁和余量的钛组成。

在又另一实施方式中，所公开的钛合金基本上由约13至约33wt％的铜、约3至约5wt％的铁和余量的钛组成。

在一个实施方式中，用于生产金属制品的所公开的方法包括以下步骤：(1)加热钛合金的块状物(a mass of titanium)至触变成形温度，该触变成形温度处于钛合金的固相线温度和钛合金的液相线温度之间，钛合金包括铜、铁和钛；和(2)当该块状物处于触变成形温度时，使该块状物成形为金属制品。

在另一个实施方式中，用于生产金属制品的所公开的方法包括以下步骤：(1)加热钛合金的块状物至触变成形温度，该触变成形温度处于钛合金的固相线温度和钛合金的液相线温度之间，钛合金包括约5至约33wt％的铜、约1至约8wt％的铁和钛；和(2)当该块状物处于触变成形温度时，使该块状物成形为金属制品。

所公开的钛铜铁合金和相关的触变成形方法的其它实施方式经由以下详细描述、附图和所附权利要求将变得明显。

附图说明

图1是钛铜铁合金的相图；

图2A和2B是假设平衡(图2A)和Scheil(图2B)条件产生的三种实例钛合金的液相率(liquid fraction)对温度的图；

图3A、3B和3C是描绘三种实例钛合金——具体地为Ti–18Cu–4Fe(图3A)、Ti–20Cu–4Fe(图3B)和Ti–22Cu–4Fe(图3C)的微观结构对时间(保持在1010℃时)的摄影图像；

图4是描绘用于生产金属制品的所公开的方法的一个实施方式的流程图；

图5是飞机生产和服务方法学的流程图；和

图6是飞机的框图。

具体实施方式

公开的是钛铜铁合金。当所公开的钛铜铁合金中的铜添加和铁添加的组成限制如本文所公开进行控制时，得到的钛铜铁合金可具体地非常适用于通过触变成形生产金属制品。