一种复合耐热钛合金制造技术

本发明专利技术公开了一种复合耐热钛合金，由以下重量百分比的成分组成：铝4.2-8.5wt%、锡1.5-4.8wt%、锆2.5-6.8wt%、钨0.8-2.8wt%、硅0.1-0.4wt%、铌0.5-2.0wt%、钒2.0-4.0wt%、硼4.2-8.5wt%、镧0.2-0.8wt%、钽1.5-2.5wt%、钇0.5-1.5wt%、余量为钛;通过熔炼、烧结、等温锻造和热处理工艺制备得到。本发明专利技术的钛合金具有良好的综合性能，尤其是抗蠕变性能和热稳定性优异，抗蠕变性能和热稳定性形成良好的匹配，可以在600℃甚至在700℃条件下长期使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，具体涉及一种高性能金属结构材料
，具体涉及一种复合耐热钛合金，还涉及该材料的制备方法。
技术介绍
钛是最重要的结构金属之一。从在地壳中的量来说，钛的储量非常丰富，在结构金属中仅次于铝、铁、镁，位列第四位。在性能方面，钛具有密度小、比强度高、耐腐蚀性好以及卓越的高温和低温等特性，因而被广泛用于航空航天工业、兵器工业、核工业、石油化工、冶金工业、机械工业舰船工业及海洋开发、以及医疗卫生等领域。特别地，钛及其合金是制造超音速飞机以及航天飞机和宇宙飞船的机翼骨架、蒙皮、机身板、机身骨架、发动机舱起落架等构件的理想材料。与钢和铝相比，钛合金在高温下仍具有良好的韧性和强度。因此，随着飞行速度的加快和部件工作温度的提高，钛和钛合金在航空航天工业中的用量越来越大。目前先进航空发电机要求钛合金的使用温度达到600°C，儿常规钛合金的极限温度就是600°C，在此温度下，钛合金的某些性能急剧恶化，尤其是抗蠕变性能和热稳定性能无法达到使用要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种稳定性好的复合耐热钛合金。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为:一种复合耐热钛合金，该复合耐热钛合金由以下重量百分比的成分组成:铝4.2-8.5wt%、锡1.5-4.8wt%、锆2.5-6.8wt%、钨0.8-2.8wt%、硅 0.1-0.4wt%、铌 0.5-2.0wt%、钒 2.0-4.0wt%、硼 4.2-8.5wt%、镧 0.2-0.8wt%、钽 1.5-2.5wt%、钇 0.5-1.5wt%、余量为钛。进一步地，该复合耐热钛合金由以下重量百分比的成分组成:铝5.2-6.8wt%、锡2.6-3.6wt%、锆 3.8-4.2wt%、钨 1.2-2.2wt%、硅 0.2-0.3wt%、铌 1.2-1.6wt%、钒 2.8-3.2wt%、硼 5.6-6.4wt%、镧 0.4-0.6wt%、钽 1.8-2.2wt%、钇 0.7-1.2wt%，余量为钛。进一步地，该复合耐热钛合金由以下重量百分比的成分组成:铝6.2wt%、锡3.lwt%、错 3.9wt%、妈 1.8wt%、娃 0.26wt%、银 1.4wt%、.凡 2.9wt%、硼 5.8wt%、镧 0.5wt%、组2.0wt%、?乙 0.9wt%、余量为钛。本专利技术的另一目的在于提供一种复合耐热钛合金的制备方法，包括如下步骤: Cl)按照上述比例选取各成分，在1700-1740°C条件下熔化成钛合金液； (2)在真空炉中进行烧结，真空度为_30Kpa，烧结温度为1248-1298°C，烧结时间为2-5h ； (3)在钛合金相变点温度以上20-50°C对步骤(2)得到的产物在等温锻造设备上进行第一火次的高温等温锻造，锻造过程中恒定应变速率控制为10 2-10 3S \锻造总变形大于50% ;然后进行第二火次的高温等温锻造，锻造过程中恒定应变速率控制为10 2-10 3S \锻造总变形大于10%; (4)热处理:1020-1040 °C 处理 1.5_3h，保温 0.25-0.5h，炉冷至 920-940 °C，保温0.25-0.5h，空冷 910-9300C，保温 0.25-0.5h，炉冷至 720-740°C，保温 0.25-0.5h，空冷。进一步地，所述步骤(3)中高温等温锻造的始锻温度为1260 °C，终锻温度为1120。。。本专利技术的有益效果:本专利技术的钛合金具有良好的综合性能，尤其是抗蠕变性能和热稳定性优异，抗蠕变性能和热稳定性形成良好的匹配，可以在600°C甚至在700°C条件下长期使用。【具体实施方式】实施例1 一种复合耐热钛合金，由以下重量百分比的成分组成:招4.2wt%、锡1.5wt%、错2.5wt%、妈 0.8wt%、石圭 0.lwt%、银 0.5wt%、?凡 2.0wt%、硼 4.2wt%、镧 0.2wt%、组 1.5wt%、?乙0.5wt%、余量为钛。制备方法: (O按照上述比例选取各成分，在1700°C条件下熔化成钛合金液； (2)在真空炉中进行烧结，真空度为_30Kpa，烧结温度为1248°C，烧结时间为2h; (3)在钛合金相变点温度以上20°C对步骤(2)得到的产物在等温锻造设备上进行第一火次的高温等温锻造，锻造过程中恒定应变速率控制为10 2S \锻造总变形大于50% ;然后进行第二火次的高温等温锻造，锻造过程中恒定应变速率控制为10 2S \锻造总变形大于10% ； (4)热处理:1020°C处理1.5h，保温0.25h，炉冷至920°C，保温0.25h，空冷910°C，保温0.25h，炉冷至720°C，保温0.25h，空冷。其中，步骤(3)中高温等温锻造的始锻温度为1260°C，终锻温度为1120°C。所制备的合金棒材性能如下: 室温拉伸性能Rm彡745MPa，A5 ^ 8%, Z ^ 19% ； 高温蠕变性能600°C /160MPa/100h条件下残余变形彡0.26% ； 热稳定 600°C /10h 热暴露后，Rm 彡 715MPa，A5 ^ 3%, Z ^ 6% ； 室温疲劳性能R=-Lo ^ 420Mpa。实施例2 一种复合耐热钛合金，由以下重量百分比的成分组成:招8.5wt%、锡4.8wt%、错6.8wt%、妈 2.8wt%、石圭 0.4wt%、银 2.0wt%、?凡 4.0wt%、硼 8.5wt%、镧 0.8wt%、组 2.5wt%、?乙1.5wt%、余量为钛。制备方法: (O按照上述比例选取各成分，在1740°c条件下熔化成钛合金液； (2)在真空炉中进行烧结，真空度为_30Kpa，烧结温度为1298°C，烧结时间为5h; (3)在钛合金相变点温度以上50°C对步骤(2)得到的产物在等温锻造设备上进行第一火次的高温等温锻造，锻造过程中恒定应变速率控制为10 3S \锻造总变形大于50% ;然后进行第二火次的高温等温锻造，锻造过程中恒定应变速率控制为10 3S \锻造总变形大于 10% ； (4)热处理:1040°C处理1.5-3h，保温0.5h，炉冷至940°C，保温0.5h，空冷930°C，保温0.5h，炉冷至740 °C，保温0.5h，空冷。其中，步骤(3)中高温等温锻造的始锻温度为1260°C，终锻温度为1120°C。所制备的合金棒材性能如下: 室温拉伸性能 Rm 彡 745MPa，A5 ^ 7.5%, Z ^ 19% ； 高温蠕变性能600°C /160MPa/100h条件下残余变形彡0.25% ； 热稳定 600°C /10h 热暴露后，Rm 彡 705M当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合耐热钛合金，其特征在于：该复合耐热钛合金由以下重量百分比的成分组成：铝4.2‑8.5wt%、锡1.5‑4.8wt%、锆2.5‑6.8wt%、钨0.8‑2.8wt%、硅0.1‑0.4wt%、铌0.5‑2.0wt%、钒2.0‑4.0wt%、硼4.2‑8.5wt%、镧0.2‑0.8wt%、钽1.5‑2.5wt%、钇0.5‑1.5wt%、余量为钛。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞国，
申请(专利权)人：无棣向上机械设计服务有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37