[发明专利]一种航天领域极低温度下紧固件用钛合金及其工艺

说明书

本发明公开了一种航天领域极低温度下紧固件用钛合金及其工艺。按照重量百分比,该合金的成分为:Ba:1.0‑1.5wt.%,Y:2.0‑3.0wt.%,Al:4.0‑5.0wt.%,Ru:0.2‑0.3wt.%,Os:0.1‑0.2wt.%,Ge:1.0‑1.5wt.%,Sn:2.0‑3.0wt.%,Gd:0.2‑0.4wt.%，余量为钛。该材料为轻量化需要的行业提供了一种具有优异力学性能和物理性能的钛合金。该合金的实施和产业化会大大推动我国在航空航天领域对高端钛合金材料的商业升级需求。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种钛合金。

背景技术

高纯钛具有银灰色光泽,密度为4.51g/cm³，属于轻金属。钛的熔点较高，能在高温条件下保持较高的比强度。钛合金的工作温度范围较宽，低温钛合金在-253℃时，仍能保持良好的塑性。耐热钛合金的工作温度可达550℃左右。钛是高新技术不可或缺的关键材料，社会的现代化程度越高，钛用量就越大。世界范围内，用钛量的多少是一个国家发达程度的标志。我国的钛工业也得到了空前的发展，钛及其合金已应用于生活的各个领域。

化工、冶金、造纸、制碱、石油和农药工业，是使用钛铸件的最早行业。钛在各种浓度的硝酸、铬酸中都很稳定。此外，纯钛在碱溶液和大多数有机酸化合物中的抗蚀性也很高。钛的突出特点是不发生局部腐蚀，一般为均匀腐蚀。由于钛铸件的应用，化工工业不仅可以获得可观的经济效益，而且能为长时间维持工厂的正常运转提供强有力的保障。

航空航天工业的发展离不开高性能合金，这些合金包括铝合金、钛合金和高温合金(镍基合金)。铝合金主要用于飞机蒙皮、结构件等，主要是室温和较低温度下的受力零件;钛合金主要用于550℃及以下温度、承受较高载荷的零件;高温合金主要用于航空发动机高温部分零件，比如发动机叶片等。汽车工业也是一个潜力巨大的钛制品市场,且随着各种制造工艺的不断发展，对回收材料加以充分利用，成本逐年下降，钛合金已开始应用于民用轿车生产中。此外,钛易于阳极化而呈各种颜色，根据这一特征将其应用于建筑、手表和珠宝业。在手表行业中，常采用硬度高的钛合金经氮化处理后以提高硬度。同时，钛的一个优势在于对皮肤没有过敏反应。目前钛手表已持续降低成本，并不断加以推广。

材料是人类社会赖以生存的物质基础，纵观人类发展的历史，每种重要新材料的发现和应用都把人类改造自然的能力提升到一个新的水平。在科技日新月异的当代社会，每一项重大科技的突破也很大程度上都是依赖于相应的新材料的发展。新材料是现代科技发展之本，现阶段高新技术的发展往往以新材料技术为突破。考虑到钛合金的应用领域和使用量，可以说新型钛合金材料的开发和应用，在某种程度上代表着一个国家的科技水平。

随着当今世界的发展以及人民生活水平的提高，对高性能钛合金材料以及使用于极端环境先进钛合金材料的需求也越来越多。可以预见的是钛基合金会在工业领域和国防领域展现出更为广阔的应用前景。进行合金新材料的创新离不开合金结构和成分设计，而材料的热力学和动力学是解决该类问题的主要方法。通过优化合金元素的筛选和成分确定，不仅可以达到所需要的各种性能指标，还会降低合金冶炼和加工的生产成本和对设备的要求。该类产品不仅使用寿命有了进一步的提高，还便于工业化大规模生产。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种航天领域极低温度下紧固件用钛合金及其工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种航天领域极低温度下紧固件用钛合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Ba:1.0-1.5wt.%,Y:2.0-3.0wt.%,Al:4.0-5.0wt.%,Ru:0.2-0.3wt.%,Os:0.1-0.2wt.%,Ge:1.0-1.5wt.%,Sn:2.0-3.0wt.%,Gd:0.2-0.4wt.%，余量为钛。