[发明专利]一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法。本发明提供的钼铌铝硅钛中间合金，以质量分数计，包括Mo 68.0～72.0％，Nb 10.5～13.5％，Al 11.5～14.5％，Si 0.5～1.0％，Ti余量以及不可避免的杂质。本发明通过成分和含量的控制，使钼铌铝硅钛中间合金成分均匀，偏析小，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析。本发明采用铝热法制备出钼铌铝合金；然后进行真空感应熔炼，真空感应熔炼时以钼铌铝合金为基体，加入硅、钛调节合金成分，使目标合金的成分更加稳定，能够提高钼铌铝硅钛中间合金成分的均匀稳定性，更好的满足钛合金生产要求。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法。

背景技术

钛及其合金具有优异的性能，例如耐腐蚀、耐高温、耐低温、强度高、无磁性等，同时具有良好的工艺综合性能，在现代工业科学技术领域内逐渐成为不可替代的材料，在航空航天工业、船舰制造业、化工行业、电力行业、冶金行业、纺织行业、食品行业、医疗行业、车辆制造业、体育休闲行业等领域有着广泛的应用。

钛合金从上世纪50年代发展至今，从最初的Ti-6Al-4V的3种元素，发展到今天的6～8种元素，合金元素的种类正逐步增加，合金的成分配比正趋向于合理。这是由于不同元素的合金化，改变了热处理的相变温度，组织的变化导致合金的性能也发生了变化；合金中各种元素互相作用，使钛合金的综合性能表现得越来越好，逐渐满足了航空航天发展的需要。

钼是钛合金中广泛应用的一种合金元素，它具有显著的固溶强化作用，在提高合金强度的同时，还能保持良好的塑性，同时还能提高钛合金的热稳定性。铌是钛合金中的金属元素，元素铌的加入使合金在高温时氧化的阻力得到增加，有利于提升合金的抗氧化性。铝是钛合金应用中最为广泛的一种稳定元素，几乎所有的钛合金中都含有铝元素。铝也是钛合金中最主要的强化元素，具有显著的固溶强化作用，能显著提高钛的高温机械性能，是最先应用于发展热强钛合金的主要合金元素，同时铝还具有较低的密度，有利于钛合金比强度的提高。硅元素几乎是高温钛合金中不可或缺的添加元素，主要原因是硅可以增加钛合金在高温时的蠕变性能，从而使得合金在高温下工作的组织稳定，不会因为组织的突变导致性能降低，还可以提升合金低温和高温时的强度。

熔炼钛合金时，低熔点的铝元素和高熔点难熔元素钼、铌，若以纯金属形式加入存在极大的质量隐患，易造成钛合金铸锭的偏析和夹杂冶金缺陷，所以必须以中间合金的形式添加。硅元素是钛合金中的微量元素，为保证微量元素的均匀性，其也必须以中间合金的形式进行添加。

随着钛合金行业的不断发展，越来越多的金属开始以中间合金的形式加入到钛合金中，避免了分别加入金属单质的繁琐，并且中间合金的熔点低于中间合金中金属单质的最高熔点，可以保证钛合金的熔炼过程更稳定，更好的避免了由于加入金属单质的熔点不一致而导致熔炼过程不易控制的情况。

钼铌铝硅钛合金为五元合金，目前钼铌铝硅钛中间合金的制备，通常采用炉外法进行制备，如：CN 109136706A公开了一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法，其以五氧化二铌、三氧化钼、铝、硅、钛为原料，采用炉外点火法制备钼铌铝硅钛合金。上述方法的优点为设备简单，操纵方便，投资少等，缺点是其采用传统炉外点火法制备钼铌铝硅钛中间合金，元素偏析大，合金的均匀性较差，杂质元素特别是氧和氮等气相杂质元素无法进行控制，直接对钛合金的品质造成了影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钼铌铝硅钛中间合金及其制备方法，所述钼铌铝硅钛中间合金成分均匀，偏析小，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析。本发明提供的制备方法能够提高钼铌铝硅钛中间合金成分的均匀稳定性，能更好的满足钛合金生产要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：