[发明专利]一种高强高韧耐高温钛合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧耐高温钛合金，其特征在于，化学成分按重量百分计为：Al 5.4％～6.1％；Sn 3.7％～4.3％；Zr 3.0％～3.8％；Mo 0.2％～0.7％；Nb 0.2％～0.7％；Ta0.7％～1.3％；Si 0.2％～0.6％；C 0.04％～0.08％；余量为Ti和不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的一种高强高韧耐高温钛合金，其特征在于，所述高强高韧耐高温钛合金在室温时：抗拉强度≥1200MPa；屈服强度≥1100MPa；延伸率≥8.0％。

3.根据权利要求1所述的一种高强高韧耐高温钛合金，其特征在于，所述高强高韧耐高温钛合金在600℃时：抗拉强度≥750MPa；屈服强度≥600MPa；延伸率≥25％。

4.一种如权利要求1-3其中任意一项所述的高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，将原材料制成铸锭后，经过锻造和热处理步骤，即可获得所述高强高韧耐高温钛合金；其中锻造温度为980℃～1200℃。

5.根据权利要求4所述的一种高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述原材料制成铸锭的操作包括利用真空自耗电弧炉进行熔炼的步骤。

6.根据权利要求4所述的一种高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述锻造包括至少四火次多向锻造，所述四火次多向锻造包括以下步骤：

1)将所需要加工的钛合金升温至1140℃～1160℃后，保温120min～180min，然后进行第一火次多向锻造；

2)将步骤1)所得钛合金进行回火至1070℃～1080℃，保温40min～60min，然后进行第二火次多向锻造；

3)将步骤2)所得钛合金进行回火至1045℃～1065℃，保温30min～50min，然后进行第三火次多向锻造；

4)将步骤3)所得钛合金进行回火至1020℃～1030℃，保温200min～250min，然后进行第四火次多向锻造，空气中冷却；

所述四火次多向锻造过程中至少有一次锻造步骤为：镦粗变形量50％～66％，拔长至高径比2～2.5；

所述第一火次多向锻造结束时钛合金的温度≥1100℃，第二火次多向锻造结束时钛合金的温度≥950℃，第三火次多向锻造结束时钛合金的温度≥900℃，第四火次多向锻造结束时钛合金的温度≥850℃。

7.根据权利要求4所述的一种高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述热处理步骤包括固溶处理，所述固溶处理为在1000℃～1100℃下至少保持90～120min。

8.根据权利要求7所述的一种高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述高强高韧耐高温钛合金固溶处理后进行水冷却。

9.根据权利要求7所述的一种高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述高强高韧耐高温钛合金的热处理步骤还包括时效处理，所述时效处理在固溶处理结束后，所述时效处理为在680℃～750℃处理至少5h后空冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的一种高强高韧耐高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述时效处理为在700℃下保持5h后空气冷却至室温。