The invention discloses a titanium alloy with high strength, high plasticity and good fracture toughness and a preparation process thereof, belonging to the field of material science and technology. According to the weight percentage, the titanium alloy is composed of Al 2.5 ~ 6%, Mo 6.5 ~ 8.5%, 0 ~ 3% V, Cr 1.5 ~ 4.5%, 0.7 ~ 2% Fe, Zr 0 ~ 2.5%, 0.05 ~ 0.2% O, residual Ti and inevitable impurities. The composition characteristics of the titanium alloy has the deformation and proper heat treatment, the tensile strength can be more than 1450MPa, while the elongation of not less than 5% and not less than the fracture toughness of titanium alloy, has excellent toughness, suitable for working at room temperature, structure requirements with high strength and good toughness.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学
,具体涉及一种具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金及其制备工艺。
技术介绍
钛合金由于其高的比强度、优异的抗腐蚀性能以及一定的高温抗氧化性,广泛应用于航空航天、石油化工以及海上装备
当钛合金作为结构件使用时,在某些应用场合不仅要考虑材料的强度和塑性,还要考虑其损伤容限性能,即要一定水平的断裂韧性(高平面断裂韧性)和低于某一限值的裂纹扩展速度;当强度水平相同时,希望材料的断裂韧性尽可能的高。不同的结构件对材料的强度水平要求不同。在钛合金中只有近β或富β两相钛合金可以比较容易的在大截面尺寸(几十到几百毫米)构件中获得1200MPa甚至更高的抗拉强度,并保持足够的延伸率和一定的断裂韧性。目前应用于大截面结构件的高强度钛合金主要有两种:一种是Ti-10V-2Fe-3Al(国内牌号TB6)合金,该合金替代了高强度钢而应用于波音777飞机起落架,其抗拉强度指标为1190MPa,相应塑性要求不低于4%(4D),而断裂韧性要求不低于另外一种是VT22(国内牌号TC18)及其类似的合金,包括VST55531、Timetal5553和Timetal18。这种合金的“强度-塑性-断裂韧性”匹配优于Ti-10V-2Fe-3Al合金,其中VST55531合金在抗拉强度为1360MPa时延伸率可达10%,断裂韧性则可达但是,在锻件抗拉强度要求更高,例如达到1450MPa时,现有钛合金尚不能满足强度与塑性、断裂韧性兼顾的要求。例如上述Ti-10V-2Fe-3Al合金在抗拉强度在1450MPa以上时发生延伸率低于3%的脆断。VT22钛合金及其衍生的合 ...
【技术保护点】
一种具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金,其特征在于:按重量百分含量计,该钛合金组成为:Al 2.5~6.0%,Mo 6.5~8.5%,V 0~3.0%,Cr 1.5~4.5%,Fe 0.7~2.0%,Zr 0~2.5%,O 0.05~0.2%,余量为Ti和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金,其特征在于:按重量百分含量计,该钛合金组成为:Al2.5~6.0%,Mo6.5~8.5%,V0~3.0%,Cr1.5~4.5%,Fe0.7~2.0%,Zr0~2.5%,O0.05~0.2%,余量为Ti和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金,其特征在于:该钛合金中,Cr和Fe含量之和为3.5~6.0wt.%。3.根据权利要求1所述的具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金,其特征在于:该钛合金中,Mo含量与Fe+Cr含量之比为1.3~2.2。4.根据权利要求1所述的具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金,其特征在于:该钛合金中,铝当量AlEq≤7,所述铝当量根据公式(1)确定;AlEq=CAl+0.17CZr+10CO(1);式(1)中:CAl为Al的重量百分含量,CZr为Zr的重量百分含量,CO为O的重量百分含量。5.根据权利要求1所述的具有高强高塑和良好断裂韧性的钛合金,其特征在于:该钛合金中,钼当量MoEq范围为14~18之间,所述钼当量根据公式(2)确定;MoEq=CMo+0.67CV+1.25CCr+2.5CFe(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴颖,关少轩,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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