[发明专利]一种高硅高塑性β型钛合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高硅高塑性β型钛合金，其特征在于，由以下质量分数的成分组成：Si 1.5％～3.5％，Fe 0.5％～3％，Nb 1.5％～3.5％，Ta 0.5％～2％，W 0.5％～2％，Hf 0.2％～2％，余量为Ti元素和其它不可避免的杂质；所述高硅高塑性β型钛合金的室温延伸率大于10％。

2.一种制备如权利要求1所述的高硅高塑性β型钛合金的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、预制电极：将海绵钛、Ti-Nb中间合金、Ti-Ta中间合金和Ti-W中间合金混合均匀形成混合物料，然后将单晶硅片、高纯铁钉和铪削置于混合物料的中间位置并压制成型，得到块状的预制电极；所述铁钉和铪削的质量纯度均为99.9％；

步骤二、铸锭：将步骤一中得到的预制电极置于真空感应熔炼炉中的坩埚内进行熔炼，然后浇铸成型，随炉冷却后得到β型钛合金铸锭；

步骤三、开坯锻造：将步骤二中得到的β型钛合金铸锭依次进行表面去除浮皮和切去冒口，然后放入电阻炉中保温，再取出进行三墩三拔的开坯锻造，得到β型钛合金锻坯；所述开坯锻造的总变形量不小于150％；

步骤四、热轧：将步骤三中得到的β型钛合金锻坯放入电阻炉中加热保温，然后取出进行多道次轧制，得到β型钛合金棒；所述多道次轧制过程中，每道次轧制后将β型钛合金锻坯放入电阻炉中加热至轧制温度并保温5min～10min；所述多道次轧制的总变形量大于70％；

步骤五、将步骤四中得到的β型钛合金棒进行固溶处理，然后空冷后进行时效处理，再次空冷后进行氧化皮打磨处理，得到高硅高塑性β型钛合金棒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤二中所述熔炼的具体过程为：先以20kW/min～40kW/min的速率将熔炼的功率升至400kW～600kW，然后在电磁搅拌下对预制电极熔炼5min～8min，熔炼过程中的真空度不高于1 Pa。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤二中所述浇铸成型采用的浇铸模具预先加热至600℃～800℃。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤三中所述电阻炉预先加热至1000℃，所述保温的时间为1h～2h。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤四中所述加热保温的温度为780℃～820℃，时间为1h～2h。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤四中所述β型钛合金棒的直径为30mm。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤五中所述固溶处理的温度为780℃～900℃，时间为30min～50min。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤五中所述时效处理的温度为500℃～600℃，时间为4h～6h。