[发明专利]一种超强高塑钛合金及其制备方法

权利要求书

1.一种超强高塑钛合金，其特征在于，由以下重量百分比组成：Al：4.5％～5.75％，Mo：3.0％～5.0％，Zr：2.0％～4.0％，Fe：2.0％～3.0％，Sn：0.3％～2.0％，Cr：0.30％～1.2％，O≤0.15％，其余为Ti和微量杂质，杂质元素总量不超过总重的0.40％；Al、Mo、Fe、Cr合金以Al-Mo-Fe-Cr四元合金加入，Sn以Ti-Sn二元合金加入，所述Ti-Sn二元合金中Sn的含量为78％～83％，Zr以海绵锆单质加入，所述海绵锆单质中Zr含量≥99％，O以TiO₂粉末加入，基体Ti为粒度0.83～25.4mm的海绵钛；

所述超强高塑钛合金的制备方法包括以下步骤：

步骤1：电极制备：将上述配比的原料在料仓进行混合，通过连续压制获得无焊接的整体电极；

步骤2：铸锭熔炼：采用真空自耗电弧炉对整体电极进行三次真空自耗熔炼，即得到钛合金铸锭；

步骤3：将步骤2中的钛合金铸锭在电热炉1150℃～1300℃下加热保温6～8小时，进行1火次镦拔锻造得到坯料Ⅰ，镦拔锻比控制在1.0～1.5，锻造完成后坯料Ⅰ空冷，并打磨修伤；

步骤4：将步骤3中得到的坯料Ⅰ在电热炉1000℃～1150℃下加热保温6～8小时，进行3火次镦拔锻造，镦拔锻比控制在1.5～2.0，锻造完成后坯料Ⅱ空冷，并打磨修伤；

步骤5：将步骤4中得到的坯料Ⅱ在电热炉T_β+(30～60)℃下加热保温4～5小时，进行2火次镦拔锻造，镦拔锻比控制在1.30-1.60，锻造完成后坯料Ⅲ空冷，并打磨修伤；

步骤6：将步骤5中得到的坯料Ⅲ在电热炉T_β+150℃下加热保温3～5小时，进行1火次镦拔锻造，锻造完成后坯料Ⅳ水冷，并打磨修伤；

步骤7：将步骤6中得到的坯料Ⅳ在电热炉T_β-(20～40)℃下加热保温3～4小时，进行对角拔长，获得棒材坯料，锻造完成后棒材坯料空冷；

步骤8：将步骤7中得到的棒材坯料在电热炉T_β-(40～50)℃下加热保温3～4小时，进行规圆锻造，锻造完成后空冷获得钛合金棒材。

2.如权利要求1所述一种超强高塑钛合金，其特征在于：所述步骤2中三次真空自耗熔炼的条件为：

一次熔炼，熔前真空度≤5.0Pa，漏气率≤1.2Pa/min，熔炼电压20～32V，熔炼电流8.0～18kA，熔炼结束后的冷却时间3～5h；

二次熔炼，熔前真空度≤3.0Pa，漏气率≤1.0Pa/min，熔炼电压22～35V，熔炼电流12～25kA，熔炼结束后的冷却时间4～6h；

三次熔炼，熔前真空度≤1.0Pa，漏气率≤0.8Pa/min，熔炼电压25～38V，熔炼电流18～28kA，熔炼结束后的冷却时间6～8h。