一种高温钛合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温钛合金及其制备方法，提供了一种长期在高温环境，尤其是600℃以上温度工作的高温钛合金及其制备方法，其合金按照重量百分比Zr：4.5％‑5.5％，Al：4％‑5％，Sn：1％‑1.5％，Si：0.5％‑0.6％，Nb：1％‑1.5％，Ni：2％‑3％，V：0.5％‑0.8％，余量为Ti组成。具有强度高、热稳定性好的优点，可广泛应用于航空发动机的高温钛合金部件，如叶片、压气机盘。

【技术实现步骤摘要】
一种高温钛合金及其制备方法
本专利技术属于金属材料加工
，涉及一种高温钛合金及其制备方法。
技术介绍
高温钛合金具有优异的热强性、低的密度和良好的耐蚀性，多用于动力、石化、运输、特别是航空及航天等工业领域，在航空航天领域多用来制造航空发动机的压气盘、机匣等。目前，应用在600℃以上的金属结构材料通常为镍基、铁基和钴基高温合金，几乎全是Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Si系近α型高铝当量合金。强度和稳定性是影响高温钛合金发展的主要因素。很多高温钛合金通过增加Al、Sn、Zr的含量会有效的提高合金的强度，但经长期使用后热稳定性会有不同程度的下降。原因是，合金中加入较多的Al和Sn，会导致析出大量的Ti3X(X＝Al、Sn)脆性相，使合金热稳定性下降。热稳定性表征了材料在高温长时间作用下保持塑性和韧性的能力，是高温钛合金的一个重要力学性能指标。对于保证高温钛合金部件的高温长期使用可靠性具有重要的意义。因此，进一步提高高温钛合金的使用温度，并使其综合性能得到良好匹配成为研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高温钛合金及其制备方法，解决了现有高温钛合金强度不够、热稳定性差的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种高温钛合金及其制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分数Zr：4.5％-5.5％，Al：7％-9％，Sn：1％-1.5％，Si：0.5％-0.6％，Nb：1％-1.5％，Ni：2％-3％，V：0.5％-0.8％，余量为Ti称取各组分；步骤2、将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃-3300℃熔炼成高温合金锭材；步骤3、将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10-3Pa-6×10-3Pa，热处理温度950℃-1000℃下保温12-24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。本专利技术的特点还在于：原料中的Ti为纯钛；原料中的Al为纯铝；原料中的Ni为纯镍。本专利技术的有益效果是，通过提高铝在原料中的比例，提高高温钛合金的高温力学性能。金属镍具有良好的可塑性和耐蚀性，通过在原料中加入纯镍，改善高温钛合金的热稳定性。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种高温钛合金及其制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分数Zr：4.5％-5.5％，Al：7％-9％，Sn：1％-1.5％，Si：0.5％-0.6％，Nb：1％-1.5％，Ni：2％-3％，V：0.5％-0.8％，余量为Ti称取各组分；步骤2、将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃-3300℃熔炼成高温合金锭材；步骤3、将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10-3Pa-6×10-3Pa，热处理温度950℃-1000℃下保温12-24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。实施例1按下述质量分数：Zr：4.5％，Al：7％，Sn：1％，Si：0.5％，Nb：1％，Ni：2％，V：0.5％，Ti：83.5％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10-3Pa，热处理温度950℃下保温12小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。实施例2按下述质量分数：Zr：4.7％，Al：8％，Sn：1.2％，Si：0.5％，Nb：1.2％，Ni：2.5％，V：0.6％，Ti：81.3％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3150℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5.2×10-3Pa，热处理温度980℃下保温12小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。实施例3按下述质量分数：Zr：5.0％，Al：9％，Sn：1.5％，Si：0.6％，Nb：1.5％，Ni：3％，V：0.7％，Ti：78.7％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3200℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5.5×10-3Pa，热处理温度1000℃下保温18小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。实施例4按下述质量分数：Zr：5.2％，Al：9％，Sn：1.5％，Si：0.6％，Nb：1.5％，Ni：3％，V：0.7％，Ti：78.5％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3250℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度6×10-3Pa，热处理温度970℃下保温24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。实施例5按下述质量分数：Zr：5.5％，Al：7％，Sn：1％，Si：0.5％，Nb：1％，Ni：2％，V：0.5％，Ti：82.5％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3300℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度6×10-3Pa，热处理温度960℃下保温24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温钛合金的制备方法，其特征在于，由Ti、Zr、Al、Sn、Si、Nb、Ni、V组成，重量百分比为Zr：4.5％‑5.5％，Al：7％‑9％，Sn：1％‑1.5％，Si：0.5％‑0.6％，Nb：1％‑1.5％，Ni：2％‑3％，V：0.5％‑0.8％，余量为Ti。

【技术特征摘要】
1.一种高温钛合金的制备方法，其特征在于，由Ti、Zr、Al、Sn、Si、Nb、Ni、V组成，重量百分比为Zr：4.5％-5.5％，Al：7％-9％，Sn：1％-1.5％，Si：0.5％-0.6％，Nb：1％-1.5％，Ni：2％-3％，V：0.5％-0.8％，余量为Ti。2.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于所述Ti为纯钛。3.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于所述Al为纯铝。4.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳豊，王荣生，马宝全，
申请(专利权)人：宝鸡市永盛泰钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61