[发明专利]一种低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金及其制备方法

权利要求书

1.一种低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金，其特征在于：该合金各组分的质量百分比为：Fe：15-18%；Al：1-3%；Cr：2-4%；Si：1.5-4%；余量为Ti及不可避免的C、N、O、H杂质，杂质总量控制在0.3wt.%以内；

按照每锭28~32g的重量将配制好的高纯原料依熔点由低到高的顺序放置于真空电弧炉内的熔炼池中，将炉腔抽为5×10^-3 Pa高真空后充入0.5 MPa的高纯氩气；反复翻转熔炼4-5次后得到成分均匀的合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金，其特征在于：所述钛合金中的Ti为工业纯钛，纯净度99.90%；Fe、Al、Cr、Si均为工业单质，纯净度分别为99.95%、99.90%、99.10%、99.33%。

3.一种权利要求1或2所述的低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配料：按照每锭28~32 g的重量进行配料，为了保证元素比例的准确性，采用称量精度为±0.02g的电子天平对各元素进行称重；每种元素称量2-3次，取其平均值作为最终重量；

（2）将配制好的高纯原料放置于真空电弧炉内的熔炼槽中，由于不同元素之间熔点有差异，为了防止低熔点元素的挥发及飞溅，依照熔点由低到高的顺序放置元素；随后关闭炉门，利用机械泵及分子泵将炉腔抽为5×10^-3 Pa高真空，最后充入0.5 MPa的高纯氩气；

（3）操控电子束枪进行合金熔炼，为了保证各元素的充分混合，每次熔炼时间应保证在1-3分钟；反复翻转熔炼4~5次后得到成分均匀的合金铸锭；

（4）利用线切割从合金铸锭上取下Φ3mm×3mm的圆柱试样。

4.根据权利要求3所述的低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，各元素在称量之前，将其分别放入装有体积百分比50%酒精+50%水的混合液体中进行超声振动，以去除表面杂质及油污，超声完毕后用镊子夹出并吹干，等待称量。

5.根据权利要求3所述的低成本超高强Ti-Fe-Al-Cr-Si系钛合金的制备方法，其特征在于：制得的钛合金，室温压缩屈服强度达到1570 MPa以上，比强度达到320 kN·m/kg以上。