[发明专利]一种抗空蚀钛铝钼合金及其制备工艺

说明书

本发明提供了抗空蚀钛铝钼合金及其制备工艺。形成所述钛铝钼合金的反应原料包括：5.89重量份～6重量份的铝；7.95重量份～12.03重量份的钼；和81.97重量份～88重量份的海绵钛。该钛铝钼合金的弹性模量高，具有优异的抗空蚀性能和优异的耐电化学腐蚀能力，在空蚀过程中的噪声水平低，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种抗空蚀钛铝钼合金及其制备工艺。

背景技术

目前，钛合金因其高推重比、优异的耐腐蚀性、宽广的工作温度范围、良好的耐腐蚀性和良好的生物相容性，在航空航天工程、自动化技术、海洋化工、石油化工、核工业、医疗等领域有着广泛的应用。其中，TC4(Ti6Al4V)合金占钛合金总量的一半以上。特别是在石油化工行业，TC4合金被广泛地用于制造过流设备，但过流设备由于普遍存在的空蚀现象会对设备造成严重的损坏，进而明显缩短设备的使用寿命。空蚀损伤是由于气泡在固体壁面上的坍塌而引起的微射流的反复冲击材料表面而产生的。据报道，微射流的冲击强度可达1GPa～5GPa，其速度可达约700m/s。因此，在此条件下，该钛合金表面会受到严重的损伤，这样就限制了TC4合金在过流部件中的应用。

因此，现有的钛合金的相关技术仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种弹性模量高、具有优异的抗空蚀性能、具有优异的耐电化学腐蚀能力、在空蚀过程中的噪声水平低或者应用前景广阔的钛铝钼合金。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种钛铝钼合金。根据本发明的实施例，形成所述钛铝钼合金的反应原料包括：5.89重量份～6重量份的铝；7.95重量份～12.03重量份的钼；和81.97重量份～88重量份的海绵钛。发明人发现，该钛铝钼合金的弹性模量高，具有优异的抗空蚀性能和优异的耐电化学腐蚀能力，在空蚀过程中的噪声水平低，应用前景广阔。

根据本发明的实施例，所述反应原料包括以下至少之一：5.89重量份的铝、7.95重量份的钼和86.16重量份的海绵钛；5.95重量份的铝、8.02重量份的钼和86.03重量份的海绵钛；5.93重量份的铝、7.98重量份的钼和86.09重量份的海绵钛；5.9重量份的铝、7.95重量份的钼和86.15重量份的海绵钛；5.9重量份的铝、12.03重量份的钼和82.07重量份的海绵钛；5.95重量份的铝、11.9重量份的钼和82.15重量份的海绵钛；5.9重量份的铝、11.95重量份的钼和82.15重量份的海绵钛；5.98重量份的铝、11.96重量份的钼和82.06重量份的海绵钛。

根据本发明的实施例，所述钛铝钼合金是通过下列步骤形成的：将所述反应原料混合后进行压制处理，得到第一预制金属块；在真空条件下，将所述第一预制金属块进行第一熔炼处理，得到第二预制金属块；在真空条件下，将所述第二预制金属块进行第二熔炼处理，得到第一预制合金锭；将所述第一预制合金锭进行第一高温处理，得到第二预制合金锭；将所述第二预制合金锭进行第一锻造处理，得到第一锻件；将所述第一锻件进行第二高温处理，得到第三预制合金锭；将所述第三预制合金锭进行第二锻造处理，得到第二锻件；将所述第二锻件进行退火处理。

在本发明的另一个方面，本发明提供了一种制备前面所述的钛铝钼合金的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将所述反应原料混合后进行压制处理，得到第一预制金属块；在真空条件下，将所述第一预制金属块进行第一熔炼处理，得到第二预制金属块；在真空条件下，将所述第二预制金属块进行第二熔炼处理，得到第一预制合金锭；在1100℃～1200℃的条件下，将所述第一预制合金锭进行第一高温处理1h～3h，得到第二预制合金锭；将所述第二预制合金锭进行第一锻造处理，得到第一锻件；在900℃～930℃的条件下，将所述第一锻件进行第二高温处理0.5h～1.5h，得到第三预制合金锭；将所述第三预制合金锭进行第二锻造处理，得到第二锻件；将所述第二锻件进行退火处理，以便得到所述钛铝钼合金。发明人发现，该方法操作简单、方便，容易实现，易于工业化生产，且可以有效制备前面所述的钛铝钼合金。