一种以多晶多相强化的耐热钛合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种以多晶多相强化的耐热钛合金及其制备方法。本发明专利技术通过多组元、微量添加和复合添加方式，净化合金熔体，细化合金铸锭组织，提高合金再结晶温度，提高合金的强度和抗氧化、抗蠕变性能，达到提高合金使用寿命的目的。通过复合添加铝、锡、锆、钼、铌、钨多元合金化手段，固溶强化钛合金基体。通过复合添加微量硼、碳等微量元素，硬质点颗粒，细化合金铸锭组织；添加稀土元素钇净化合金基体，降低合金基体氧含量；添加稀土元素钆细化合金铸锭组织，改善合金高温性能。通过多元合金化和微量合金化，净化合金基体等，提高合金在极端恶劣的高温条件下的耐热、抗氧化、抗蠕变性能，从而达到提高合金在高温条件下使用寿命的目的。而达到提高合金在高温条件下使用寿命的目的。

【技术实现步骤摘要】
%)Si+（0.7-1.3%）Nb+(0.5-1.0%)W+(0.06
ꢀ-
0.3 %)A+(0.06
ꢀ-
0.3 %)Q
ꢀ-
0.15% O式中：A为硼（B）、碳（C）两种元素中的一种或者两种，碳的添加量为0.05-0.09%，硼的添加量为0.10-0.20%，总量不超过0.25%；Q为钆（Gd）、钇（Y）两种元素中的一种或者两种，钆的添加量为0.15-0.25%，钇的添加量为0.06-0.15%，总量不超过0.3%；杂质Fe≦0.05%，N≦0.05%，H≦0.05%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。
[0005]具体实施方案为：
⑴
按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）： Ti+(5.8-6.8%)Al+ (3.0
ꢀ-
3.9 %)Sn+(2.4-3.5%)Zr+(0.3-0.9%)Mo+ ( 0.25
-ꢀ
0.45 %)Si+（0.7-1.3%）Nb+(0.5-1.0%)W+(0.05-0.09 %) C+(0.15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.3%）Nb+(0.5-1.0%)W+ (0.05-0.09 %) C+(0.10-0.20%) B +(0.06
ꢀ-
0.15 %) Y + 0.15% O；杂质Fe≦0.05%，N≦0.05%，H≦0.05%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛；
⑼
按权利要求所述的合金，其特征在于，含有以下的成分（按质量百分比%）： Ti+(5.8-6.8%)Al+ (3.0
ꢀ-
3.9 %)Sn+ (2.4-3.5%)Zr +(0.3-0.9%)Mo+ ( 0.25
-ꢀ
0.45 %)Si+（0.7-1.3%）Nb+(0.5-1.0%)W+ (0.05-0.09 %) C+(0.10-0.20%) B +(0.15
ꢀ-
0.25 %) Gd +(0.06
ꢀ-
0.15 %) Y + 0.15% O；杂质Fe≦0.05%，N≦0.05%，H≦0.05%，合金中杂质总量不大于0.25%，余量为钛。3.根据权利要求1-2，铝能够大量固溶于α相，扩大α相区，对高温α相有稳定作用；能够提高合金强度，改善合金的高温性能，提高合金在高温条件下的抗氧化能力，还能明显降低合金的密度；通过复合添加铝、锡、锆、钼、铌、钨多元合金化手段，固溶强化钛合金基体，其中，Nb、Mo两种元素与高温时的β（Ti）无限互溶，是β同晶稳定元素，降低同素异晶转变温度，有稳定β相的作用，对合金有一定的固溶强化作用，提高合金的塑性、抗蠕变性能和抗氧化性能；硅元素固溶于β相能够降低同素异晶转变温度，有稳定β相的作用，还有促进共析转变的作用，依靠β相共析分解形成α和金属间化合物，提高合金强度和热稳定性；Zr能够与α相和β相无限互溶，Sn在β相中的固溶度可以达到32%，两者对合金起到固溶强化作用，还能延迟合金中的某些有害的相转变，抑制有害的ω相形成；稀土元素Y除了极少数以固溶钛存在外，大部分以稀土氧化物Y2O3的形式存在，可以细化合金的晶粒和显微组织，改善合金的塑性，提高合金的热稳定性和蠕变抗力；稀土Y与氧有较强的亲和力，能够夺取合金基体中的间隙氧形成Y2O3，使合金基体中的氧贫化，提高合金在高温条件下的抗氧化能力，延长合金的使用寿命；稀土元素钆能够细化合金的铸锭组织，提高合金再结晶温度，稳定合金的高温组织，从而提高合金的高温性能；合金中添加硼或者碳，硼能够与钛作用形成高熔点的TiB2，碳能够与钛作用形成高熔点的TiC和Ti2AlC，TiB2和TiC、Ti2AlC均可以作为α（Ti）、β（Ti）的形核基底，在合金凝固过程中，起到细化合金铸锭的晶粒组织的作用；碳能够固溶于α（Ti）合金中，扩大α（Ti）相区，提高同素异晶转变温度，起到稳定α（Ti）的作用；微量的硼、碳均能固溶于钛合...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺永东，孙郅程，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：