一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金及其制备方法。本发明专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金，按质量含量计，包括31～37wt％的Mo、11～15wt％的Cr、9～13wt％的Nb、9～13wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。本发明专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金通过设计合金成分，使钼铝铬铌钒锡锆中间合金的熔点和密度均接近于基体海绵钛，且成分偏析较小，代替AlMo60、AlV85、AlNb70、金属Cr、金属Sn和金属Zr用于TB17钛合金熔炼时，能够降低与基体海绵钛的熔点差和密度差，有效地防止成分偏析的发生。实验结果表明，本发明专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金熔点为1665～1680℃，密度为5.65～5.75g/cm

Molybdenum aluminum chromium niobium vanadium tin zirconium master alloy and preparation method thereof

The invention provides a molybdenum aluminum chromium niobium vanadium tin zirconium master alloy and a preparation method thereof. The molybdenum-aluminum-chromium-niobium-vanadium-tin-zirconium master alloy provided by the present invention includes 31-37wt% Mo, 11-15wt% Cr, 9-13wt% Nb, 9-13wt% V, 4-6wt% Sn, 4-6wt% Zr and residual Al in terms of mass content. The molybdenum-aluminium-chromium-niobium-vanadium-tin-zirconium master alloy provided by the present invention makes the melting point and density of the molybdenum-aluminium-chromium-niobium-vanadium-tin-zirconium master alloy close to the matrix sponge titanium by designing the alloy composition, and the composition segregation is small. When it is used in the smelting of TB17 titanium alloy instead of AlMo60, AlV85, AlNb70, Cr, Sn and Zr, the melting point and density The melting point difference and density difference of titanium sponge are effective to prevent the occurrence of segregation. The experimental results show that the molybdenum-aluminum-chromium-niobium-vanadium-tin-zirconium master alloy provided by the invention has a melting point of 1665-1680 C and a density of 5.65-5.75 g/cm.

【技术实现步骤摘要】
一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，特别涉及一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金及其制备方法。
技术介绍
β型钛合金具有比强度高、淬透性好、冷热成形性优异和抗腐蚀能力强等优点，通过热处理可以获得良好的强化效果和强韧匹配，适合作航空结构件用钛合金材料。目前比较成熟的β型钛合金，如：Ti-1023、Ti-5553等的抗拉强度水平达到1200MPa级别，并已广泛应用于飞机起落架及其它航空结构件上。然而，当抗拉强度超过1350MPa时，其韧性及疲劳性能迅速降低，从而限制其应用。因此需要开发一种抗拉强度水平达到1350MPa级别时，仍具有良好强韧匹配的高强韧钛合金，以满足下一代飞机的发展需求。TB17钛合金是我国自主研发的一种新型β型钛合金，其名义成分为Ti-6.5Mo-2.5Cr-2V-2Nb-1Sn-1Zr-4Al，该合金具有良好的热变形性能，其固溶时效热处理后的强度可达1400MPa，并具有良好的强韧匹配，是一种发展前景良好的航空结构用超高强韧钛合金。由于TB17钛合金的钼当量高达12.3，而铝当量仅为3，因此目前用于该合金生产的原材料除了基体海绵钛(熔点：1675℃，密度：4.50g/cm3)之外，还包括AlMo60(熔点：1570℃，密度：4.97g/cm3)、AlV85(熔点：1890℃，密度：5.14g/cm3)、AlNb70(熔点：1630℃，密度：5.19g/cm3)三种二元中间合金和金属Cr(熔点：1890℃，密度：7.19g/cm3)、金属Sn(熔点：232℃，密度：7.31g/cm3)、金属Zr(熔点：1852℃，密度：6.50g/cm3)三种纯金属。这七种原材料之间最大熔点差和密度差分别为1658℃和2.81g/cm3。TB17钛合金通常采用VAR(真空自耗电弧熔炼)的方式进行熔炼，该方法属于顺序凝固过程，大的熔点差和密度差会造成TB17钛合金严重的成分偏析问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金及其制备方法。本专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金(熔点：1665～1680℃，密度：5.65～5.75g/cm3)与基体海绵钛(熔点：1675℃，密度：4.50g/cm3)的熔点和密度均接近，用于TB17钛合金熔炼时，能够很好的解决成分偏析问题。本专利技术提供了一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金，按质量含量计，包括31～37wt％的Mo、11～15wt％的Cr、9～13wt％的Nb、9～13wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。优选的，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金包括32～36wt％的Mo、12～14wt％的Cr、10～12wt％的Nb、10～12wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。优选地，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金熔点为1668～1677℃。优选地，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金密度为5.67～5.73g/cm3。本专利技术还提供了上述钼铝铬铌钒锡锆中间合金的一种制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将Al、MoO3、Cr2O3、Nb2O5、V2O5、SnO2和ZrO2进行干燥；(2)所述步骤(1)按照100份Al、70～80份MoO3、25～33份Cr2O3、20～28份Nb2O5、26～34份V2O5、7～11份SnO2、17～23份ZrO2称取各原材料；(3)将所述步骤(2)称好的各原材料进行充分混合，得到混合物料；(4)将所述步骤(3)的混合物料在常温下装炉，采用炉外铝热冶炼法进行合金冶炼，得到钼铝铬铌钒锡锆中间合金。优选地，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金的制备方法，按照100份Al、73～77份MoO3、27～31份Cr2O3、22～26份Nb2O5、28～32份V2O5、8～10份SnO2、19～21份ZrO2称取各原材料。本专利技术的优点和有益效果：本专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金通过设计合金成分，使钼铝铬铌钒锡锆中间合金的熔点和密度均接近于基体海绵钛，且成分偏析较小，代替AlMo60、AlV85、AlNb70、金属Cr、金属Sn和金属Zr用于TB17钛合金熔炼时，能够降低与基体海绵钛的熔点差和密度差，有效地防止成分偏析的发生。实验结果表明，本专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金熔点为1665～1680℃，密度为5.65～5.75g/cm3，成分偏析较小。具体实施方式本专利技术提供了一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金，按质量含量计，包括31～37wt％的Mo、11～15wt％的Cr、9～13wt％的Nb、9～13wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。在本专利技术中，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金优选包括32～36wt％的Mo、12～14wt％的Cr、10～12wt％的Nb、10～12wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。在本专利技术中，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金熔点优选为1668～1677℃。在本专利技术中，所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金密度优选为5.67～5.73g/cm3。在本专利技术中，所述Mo、Cr、Nb、V、Sn、Zr和Al的配比使钼铝铬铌钒锡锆中间合金的熔点和密度均接近于基体海绵钛。本专利技术还提供了上述钼铝铬铌钒锡锆中间合金的一种制备方法，其特征在于：优选包括以下步骤：(1)将Al、MoO3、Cr2O3、Nb2O5、V2O5、SnO2和ZrO2进行干燥；(2)所述步骤(1)按照100份Al、70～80份MoO3、25～33份Cr2O3、20～28份Nb2O5、26～34份V2O5、7～11份SnO2、17～23份ZrO2称取各原材料；(3)将所述步骤(2)称好的各原材料进行充分混合，得到混合物料；(4)将所述步骤(3)的混合物料在常温下装炉，采用炉外铝热冶炼法进行合金冶炼，得到钼铝铬铌钒锡锆中间合金。在本专利技术中，所述Al的纯度为99.7％以上；所述MoO3的纯度为99.9％以上；所述Cr2O3的纯度为99.4％以上；所述Nb2O5的纯度为99.9％以上；所述V2O5的纯度为99.8％以上；所述SnO2的纯度为99.2％以上；所述ZrO2的纯度为99.0％以上。本专利技术优选在所述炉外铝热冶炼前对Al、MoO3、Cr2O3、Nb2O5、V2O5、SnO2和ZrO2进行干燥。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为110～130℃，更优选为115～125℃；所述干燥的时间优选为6h以上，更优选为8～12h，最优选为9～11h。在本专利技术中，所述干燥可以去除原料中的水分，防止铝热冶炼过程中发生严重的喷溅。为了进一步说明本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的钼铝铬铌钒锡锆中间合金及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。实施例1:1、将纯度为99.7％以上的Al、纯度为99.9％以上的MoO3、纯度为99.4％以上的Cr2O3、纯度为99.9％以上的Nb2O5、纯度为99.8％以上的V2O5、纯度为99.2％以上的SnO2和纯度为99.0％以上的ZrO2进行干燥，干燥的温度为110℃，干燥的时间为6h。2、再然后按照100份Al、70份MoO3、25份Cr2O3、20份Nb2O5、26份V2O5、7份SnO2、17份ZrO2称取各原材料。3、将称好的各原材料进行充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金，按质量含量计，包括31～37wt％的Mo、11～15wt％的Cr、9～13wt％的Nb、9～13wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。

【技术特征摘要】
1.一种钼铝铬铌钒锡锆中间合金，按质量含量计，包括31～37wt％的Mo、11～15wt％的Cr、9～13wt％的Nb、9～13wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。2.根据权利要求1所述的钼铝铬铌钒锡锆中间合金，其特征在于：包括32～36wt％的Mo、12～14wt％的Cr、10～12wt％的Nb、10～12wt％的V、4～6wt％的Sn、4～6wt％的Zr和余量的Al。3.根据权利要求1所述的钼铝铬铌钒锡锆中间合金，其特征在于：所述钼铝铬铌钒锡锆中间合金熔点为1665～1680℃。4.根据权利要求1所述的钼铝铬铌钒锡锆中间合金，其特征在于：所述钒铝钼铌铁中间合金密度为5.65～5.75g/cm3。5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的钼铝铬铌钒锡锆中间合金的制备方法，其特征在于：按照100份Al、70～80份MoO3、25～33份Cr2O3、20～28份Nb2O5、26～34份V2O5、7～11份SnO2、17～23份ZrO2称取各原材料，进行炉外铝热冶炼，得到钼铝铬铌钒锡锆中间合金。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔敏，赵超，张宁，孙雪梅，王文红，
申请(专利权)人：河北四通新型金属材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13