一种高强度高弹性钛合金及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度高弹性钛合金及制备方法，所述合金的组份及重量百分比为：Nb：30～32wt％；Zr：4～6wt％；Mo：2～3wt％；Fe：0.038～0.088wt％；Cr：0.016～0.037wt％；Ni：0.005～0.011wt％；余量为钛；合金制备的具体步骤是：将钛粉和无水乙醇在由0Cr18Ni9构成的球磨罐和磨球系统中机械球磨，随后对钛粉进行SPS烧结，获得含有微量Fe、Cr、Ni氧化物的钛烧结块；将片状烧结钛与海绵钛、Nb、Zr和Mo原料在电弧炉中熔炼获得合金铸锭；将铸锭热锻成棒材并固溶处理，随后进行冷轧变形加工；最后进行时效热处理，使β析基体中析出极为细密的纳米尺寸的α相。所得钛合金拥有高强度和高弹性性能，以及低弹性模量和较高延伸率，十分适合制作航空航天和机械等领域的高弹性部件，亦可应用于制备生物医用植入物。

A Titanium Alloy with High Strength and Elasticity and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高弹性钛合金及制备方法
本专利技术涉及一种高强度高弹性钛合金及制备方法，属于钛合金材料设计及制备

技术介绍
弹性金属材料的主要特征参数有抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、弹性模量E和弹性应变极限，其中弹性应变极限可近似用σ0.2与E的比值(σ0.2/E)来表示。σb越大，意味着能在更高的应力下工作；σ0.2/E越大，弹性变形能力越强，也即在同一应力水平下弹性部件可以做得更小更轻。由于钛合金的强度高，弹性模量和密度仅分别为钢的50％和60％，弹性变形能力约是钢的2倍，十分适合用作轻质高性能弹性部件。其中，由于β钛合金的成形性好、可时效强化，已成为航空用弹性材料的理想选择。美国RMI公司研制的一种亚稳β钛合金Ti-8V-6Cr-4Mo-4Zr-3Al(β-C)，时效处理后合金强度可达1213MPa，弹性模量约为102GPa，σ0.2/E为1.1，该合金已应用在欧洲空中客车A-330和A-340飞机以及美国波音777飞机上制作轻质弹性部件。美国还开发出名义成分为Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al的TimetalLCB钛合金，时效强化后抗拉强度可达1480MPa，弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度高弹性钛合金，其特征在于，所述钛合金的组份以重量百分比计算为：Nb：30～32wt％；Zr：4～6wt％；Mo：2～3wt％；Fe：0.038～0.088wt％；Cr：0.016～0.037wt％；Ni：0.005～0.011wt％；余量为Ti。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高弹性钛合金，其特征在于，所述钛合金的组份以重量百分比计算为：Nb：30～32wt％；Zr：4～6wt％；Mo：2～3wt％；Fe：0.038～0.088wt％；Cr：0.016～0.037wt％；Ni：0.005～0.011wt％；余量为Ti。2.一种如权利要求1所述的高强度高弹性钛合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步：将钛粉和无水乙醇一起在0Cr18Ni9材质的球磨罐和磨球系统中进行机械球磨，在钛粉表面引入微量元素Fe、Cr、Ni，并使微量元素与无水乙醇作用生成金属氧化物；第二步：将球磨好的钛粉自然干燥后装入到石墨模具中进行SPS烧结成型，并将烧结钛切成片状；采用ICP分析烧结钛中Fe、Cr、Ni元素的重量百分比；第三步：根据钛合金成分，以片状烧结钛、海绵钛、Nb、Zr和Mo作为原料，投入到真空非自耗电弧炉反复熔炼，得到成分均匀的铸锭；第四步：将所述铸锭热煅成棒材后，进行固溶处理，随后水冷到室温；第五步：将所述棒材表面的氧化皮进行车削，然后在室温下进行冷形变加工；第六步：将第五步处理后的棒材真空密封于石英管中，在热处理炉中进行时效热处理后空冷至室温。3.根据权利要求2所述的高强度高弹性钛合金的制备方法，其特征在于所述钛粉、海绵钛、Nb、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锋，吴宇龙，武祥为，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32