一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金及其热处理工艺制造技术

一种超高强度Ti‑Al‑Zr‑Mo‑Cr系β钛合金及其热处理工艺，将Ti‑Al‑Zr‑Mo‑Cr系β钛合金进行固溶处理，再进行时效处理；其中，Ti‑Al‑Zr‑Mo‑Cr系β钛合金按重量百分比计，包括4.5～5.5％的Al，3.5～4.5％的Zr，9.5～10.5％的Mo以及2.5～3.5％的Cr，余量为Ti。本发明专利技术合金经过熔炼、锻造以及强韧化热处理后可获得超高的强度同时兼具塑性。本发明专利技术合金在加入Al的同时又加入了一定量中性元素Zr，使得α相获得进一步的强化；高质量百分比Mo元素的加入用以强化β基体。另外，由于Mo的低扩散速率，其还可降低合金在两相区锻造时的温度敏感性，扩大合金加工窗口。

A kind of ultra high strength Ti Al Zr Mo Cr beta titanium alloy and its heat treatment process

A kind of ultra high strength Ti Al Zr Mo Cr beta titanium alloy and its heat treatment process, the Ti Al Zr Mo Cr beta titanium alloy solid solution treatment, and then aging treatment; among them, Ti Al Zr Mo Cr titanium alloy by weight percentage, including 4.5 ~ 5.5% ~ 4.5% Al, 3.5 Zr, 9.5 ~ 10.5% Mo and 2.5 ~ 3.5% Cr, the rest is Ti. After melting, forging, and strengthening and Toughening Heat treatment, the alloy of the invention can obtain super high strength and also have plastic properties. When the Al is added to the alloy, a certain amount of neutral element Zr is added, so that the alpha phase is further strengthened, and the addition of Mo with high mass percentage is used to enhance the beta matrix. In addition, due to the low diffusion rate of Mo, it can also reduce the temperature sensitivity of the alloy in the two phase forging and expand the alloy processing window.

【技术实现步骤摘要】
一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金及其热处理工艺
本专利技术属于合金材料
，具体涉及一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金及其热处理工艺。技术背景自1952年第一个商用β钛合金Ti-13-11-3诞生并成功应用于SR-71黑鸟战机以来，β钛合金由于其具有高强度、优异的塑韧性匹配以及良好的冷成型性能一直受到国内外的广泛关注。尤其是近β和亚稳β合金，其兼具两相合金与β合金的性能优势，在近十年来的工业应用中获得快速的发展。早期的高强合金大都具有较高的Mo当量，通过固溶加时效处理获得弥散分布的α相从而强化合金。典型的代表有西方的β-C合金、Ti-15-3合金，以及中国的TB2、TB3合金。此类合金由于高的β稳定元素含量，在熔炼过程中易形成偏析以及β斑等缺陷，同时在时效过程中形成晶界α相以及无析出区(PFZ)的倾向强。近些年以VT-22、Ti5553、TB10和β-CEZ为代表的新型β合金有效的克服了上述问题。通过降低Cr、Fe等易偏析元素含量并控制熔炼工艺，使得β斑的形成倾向大大降低。同时，低的Mo当量提高了α相形核驱动力，改变了合金时效动力学，使得α相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高强度Ti‑Al‑Zr‑Mo‑Cr系β钛合金，其特征在于，按重量百分比计，包括4.5～5.5％的Al，3.5～4.5％的Zr，9.5～10.5％的Mo以及2.5～3.5％的Cr，余量为Ti以及不可避免的杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金，其特征在于，按重量百分比计，包括4.5～5.5％的Al，3.5～4.5％的Zr，9.5～10.5％的Mo以及2.5～3.5％的Cr，余量为Ti以及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金，其特征在于，按重量百分比计，包括5～5.1％的Al，4.06～4.15％的Zr，9.8％～10％的Mo，3.03～3.15％的Cr，余量为Ti和不可避免的杂质。3.一种基于权利要求1所述的超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金的热处理工艺，其特征在于，将Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金进行固溶处理，再进行时效处理。4.根据权利要求3所述的一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金的热处理工艺，其特征在于，进行固溶处理，再进行时效处理的具体过程为：在两相区780～800℃进行3h固溶处理，水淬至室温，随后在580～600℃进行8小时时效。5.根据权利要求3所述的一种超高强度Ti-Al-Zr-Mo-Cr系β钛合金的热处理工艺，其特征在于，进行固溶处理，再进行时效处理的具体过程为：首先在单相区865～885℃进行40～45min固溶处理，随后以3～5℃/min冷速缓慢冷却至580～600℃，并保温6～8h。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙巧艳，朱文光，肖林，王遂，孙军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61