[发明专利]高温钛合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温钛合金及其制备方法，属于钛合金技术领域。一种高温钛合金，其特征在于，包括以下重量份的原料：氢化钛粉90份、铝粉6.5份、硅粉0.4份、锆粉4份、锡粉2.7份、钼粉0.4份、钨粉0.1～1份。本发明还提供了上述高温钛合金的制备方法。本发明通过采用合适粒度的金属粉末以及粉末配比，使得高温钛合金具有更好的力学性能。

技术领域

本发明属于钛合金技术领域，具体涉及一种高温钛合金及其制备方法。

背景技术

近年来，随着航空航天事业的迅猛发展，特别是航空发动机的发展，对钛合金材料的需求量也在急剧增加。为了提高航空发动机的推重比，钛合金被越来越多地应用到压气机部件的制造中，对于一台先进的发动机，高温钛合金和钛合金的用量已分别占发动机总结构质量的55％～65％。航空发动机性能的不断提升对高温钛合金的使用温度提出了更高的要求，对高温钛合金的研发迫在眉睫。

目前应用较广泛的为美国的Ti1100合金，其组成为Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si，已用于T55－712改型发动机高压压气机的轮盘以及低压涡轮叶片，Ti1100合金在高温环境下组织稳定，蠕变性能好，在室温下的Rm为960MPa，Rp为860MPa，A％为11％。其主要制备方法为熔炼法，容易造成晶粒粗大，成分偏析等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能更好的高温钛合金及其制备方法。

本发明首先提供了一种高温钛合金，包括以下重量份的原料：氢化钛粉90份、铝粉6.5份、硅粉0.4份、锆粉4份、锡粉2.7份、钼粉0.4份、钨粉0.1～1份。

其中，上述的高温钛合金，满足以下至少一项：

氢化钛粉的粒度为200～325目；

铝粉的粒度为100～300目；

硅粉的粒度为100～300目；

锆粉的粒度为100～300目；

锡粉的粒度为100～300目；

钼粉的粒度为200～400目；

钨粉的粒度为200～400目。

其中，上述的高温钛合金，满足以下至少一项：

铝粉的粒度为200目；

硅粉的粒度为200目；

锆粉的粒度为300目；

锡粉的粒度为200目；

钼粉的粒度为300目；

钨粉的粒度为300目。

其中，上述的高温钛合金，所述氢化钛粉中粒度≥300目的重量占比80～87％，粒度＜300目的重量占比为13～20％；优选的，所述氢化钛粉的粒度为325目和200目；更优选的，所述氢化钛粉中粒度为325目和200目的重量比为5：1。

其中，上述的高温钛合金，所述钛合金中，杂质元素H≤0.0020wt％、O≤0.21wt％、Fe≤0.029wt％、C≤0.0075wt％。

本发明还提供了上述高温钛合金的制备方法，包括以下步骤：

S1、将原料混合均匀后冷等静压成型，得压坯；

S2、将压坯烧结、再结晶退火后得高温钛合金。

其中，上述的制备方法，步骤S1满足以下至少一项：

所述混合是在保护气体中混合；优选的，所述混合是在惰性气体中混合；更优选的，所述混合是在氩气中混合；