The invention discloses a preparation method for titanium alloy and its processing pressure pipe, particularly for titanium alloy pipe production aircraft and engine and various weapons and equipment pipeline system, the weight percentage of the alloy composition is composed of Al:4 ~ 5%; V:2 ~ 4%; Fe:0.3 ~ 0.6%; the rest is Ti or more; add Zr:1.2 to 1.8%; the total amount of impurities is less than 0.3%, and the gap of impurity C = 0.05%, N = 0.02%; H = 0.015%; O = 0.12%. The invention of [Al] alloy by [V] equivalent, equivalent design, through thermal processing, cold working and heat treatment of the titanium alloy is more than reasonable, TA18 titanium alloy existing in mechanical tensile strength performance, but still maintain excellent cold workability and weldability, can be used for pipes by rolling cold forming process of titanium alloy hydraulic system, also can be used in the manufacture of bearing structure for pipe.
【技术实现步骤摘要】
一种用于加工压力管材的钛合金及其制备方法
本专利技术属于钛合金
，尤其涉及一种用于加工压力管材的高强度和高塑性的钛合金及其制备方法。技术背景钛合金由于比强度高、耐高温、耐腐蚀等优点，在航空航天、舰船、兵器、化工、汽车、医疗等领域得到广泛应用，钛合金用量的大小也是航空装备先进程度的重要标志之一。正因为如此，从减重及长寿命设计角度而言，钛合金管材在飞机及发动机上也成为首选材料。钛合金管材除了具有比强度高的减重优势外(同等强度的钛合金替代现有Cr-Ni系不锈钢管可减重42％)，高强度钛合金管材由于可提高管路的压力等级，还可进一步减重，据报道伊顿为空客A380飞机设计制造的液压管路系统由于提高了管路压力，使A380的总重量减少了一吨以上，减重效果十分明显；另据研究，钛合金制成的管路、散热器等部件，寿命可比不锈钢提高10倍左右，因此，在飞机和发动机上使用钛合金管材可同时满足减重和长寿命双重要求。目前，用于制作管材的钛合金主要有工业纯钛和TC1、TC2、TA16、Ti-3Al-2.5V(TA18)钛合金，工业纯钛和TC1、TC2、TA16一般强度级别不大于600MP...
【技术保护点】
一种用于加工压力管材的兼具高强度和高塑性的钛合金，其特征在于，所述钛合金各组份的重量百分比为：Al：4～5％；V：2～4％；Fe：0.3～0.6％，余量为Ti；其中，杂质元素所占重量百分比≤0.3％，在所述钛合金中各杂质元素及重量百分比为：C≤0.05％，N≤0.02％；H≤0.015％；O≤0.12％，且杂质元素中不含有Mo、Nb、Cr；所述钛合金为近α型或α+β型钛合金。
【技术特征摘要】
1.一种用于加工压力管材的兼具高强度和高塑性的钛合金，其特征在于，所述钛合金各组份的重量百分比为：Al：4～5％；V：2～4％；Fe：0.3～0.6％，余量为Ti；其中，杂质元素所占重量百分比≤0.3％，在所述钛合金中各杂质元素及重量百分比为：C≤0.05％，N≤0.02％；H≤0.015％；O≤0.12％，且杂质元素中不含有Mo、Nb、Cr；所述钛合金为近α型或α+β型钛合金。2.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金退火态的抗拉强度σb不低于780MPa、屈服强度σ0.2不低于660MPa、延伸率δ5不低于12％。3.根据权利要求1或2所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金退火态的抗拉强度σb与Al、V、Fe的关系满足下式(1)：σb＝σ0+m[Al]当量+n[V]当量……………………………(1)其中，[Al]当量＝％Al+K0[V]当量＝％V+2.43·％Fe式中：σb为抗拉强度，单位MPaσ0为一基础强度，取值为230～240，单位MPa；m为Al当量的强度修正系数，取值为60；n为V当量的强度修正系数，取值为29～30，优选取值为29.4；％Al、％V、％Fe分别表示Al、V、Fe元素的重量百分比；K0为各种杂质元素O、N、C等的Al当量和，取值为3.6-4.0。4.根据权利要求1或2所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金退火态的延伸率δ5与Al、V、Fe的关系满足下式(2)：δ5＝δ0－c[Al]当量－d[V]当量……………………………(2)式中：[Al]当量＝％Al+K0[V]当量＝％V+2.43·％Feδ0为一基础塑性，取值为28～29，优选取值28.7；c为Al当量的延伸率系数，取值为1.40-1.50，式(2)中优选取值为1.42；d为V当量的延伸率系数，取值为0.50-0.70，式(2)中优选取值为0.60；％Al、％V、％Fe分别表示Al、V、Fe元素的重量百分比；K0为杂质元素O、N、C的Al当量和，取值为3.6-4.0，优选取值3.8。5.根据权利要求3或4所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金的[Al]当量为7.8-8.9，[V]当量为2.7-5.5。6.一种用于加工压力管材的兼具高强度和高塑性的钛合金，其特征在于，所述钛合金的组份及重量百分比为：Al：4～5％；V：2～4％；Fe：0.3～0.6％；Zr：1.2～1.8％，余量为Ti；且杂质元素所占重量百分比≤0.3％，且所述钛合金中各杂质元素及重量百分比为：C≤0.05％，N≤0.02％；H≤0.015％；O≤0.12％，不含有Mo、Nb、Cr；所述钛合金为近α型或α+β型钛合金。7.根据权利要求6所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金退火态的抗拉强度σb不低于810MPa、屈服强度σ0.2不低于700MPa、延伸率δ5不低于12％。8.根据权利要求6或7所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金退火态的抗拉强度σb与Al、V、Fe、Zr的关系满足下式(3)：σb＝σ0+m[Al]当量+n[V]当量……………………………(3)其中，[Al]当量＝％Al+％Zr/3+K0[V]当量＝％V+2.43·％Fe式中：σb为抗拉强度，单位MPaσ0为基础强度，取值为230～240，单位MPa；m为Al当量的强度修正系数，取值为60；n为V当量的强度修正系数，取值为29～30，式(1)中优选取值为29.4；％Al、％V、％Zr、％Fe分别表示Al、V、Zr、Fe元素的重量百分比％；K0为杂质元素O、N、C的Al当量和，取值为3.6-4.0，优选取值3.8。9.根据权利要求6或7所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金退火态的延伸率δ5与Al、V、Zr、Fe的关系满足下式(4)：δ5＝δ*0－c*[Al]当量－d*[V]当量……………………………(4)其中，[Al]当量＝％Al+％Zr/3+K0[V]当量＝％V+2.43·％Fe式中：δ*0为基础塑性，取值为27～28，优选取值为27.7；c*为Al当量的延伸率系数，取值为1.20-1.30，式(4)中优选取值为1.27；d*为V当量的延伸率系数，取值为0.65-0.75，式(4)中优选取值为0.68；％Al、％V、％Fe分别表示Al、V、Fe元素的重量百分比；K0为杂质元素O、N、C等的Al当量和，取值为3.6-4.0，优选取值3.8。10.根据权利要求8或9所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金的[Al]当量为8.2-9.5，[V]当量为2.7-5.5。11.一种采用前述权利要求任一所述的钛合金制备管材的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照所述钛合金组份及重量百分比配制合金原料；(2)混料后...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旺峰，张晖，王玉会，李野，李兴无，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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