一种铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金及其制备方法，属于金属材料领域。本发明专利技术提供了铝钒铌中间合金和铝钒铌钛中间合金，铝是钛合金中最主要的强化元素，具有显著的固溶强化作用，能显著提高钛合金的高温机械性能，同时铝还具有较低的密度，有利于钛合金比强度的提高；钒有强化钛合金的作用，钛合金中加入一定比例的钒时，合金具有良好的延展性、耐腐蚀性、成形性等优良的性能；铌在β钛中可以无限固溶，起固溶强化作用，在提高合金强度的同时，还能有效提高合金的热稳定性，维持良好的塑性。本发明专利技术通过成分和含量的控制，使铝钒铌和铝钒铌钛中间合金成分均匀、偏析小，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析。止成分偏析。

【技术实现步骤摘要】
一种铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]钛及其合金具有优异的性能，例如耐腐蚀、耐高温、耐低温、强度高、无磁性等，同时具有良好的工艺综合性能，在现代工业科学
内逐渐成为不可替代的材料，在航空航天工业、船舰制造业、化工行业、电力行业、冶金行业、纺织行业、食品行业、医疗行业、车辆制造业、体育休闲行业等领域有着广泛的应用。
[0003]随着钛合金行业的不断发展，越来越多的金属开始以中间合金的形式加入到钛合金中，避免了分别加入金属单质的繁琐，并且中间合金的熔点低于中间合金中金属单质的最高熔点，可以保证钛合金的熔炼过程更稳定，更好的避免了由于加入金属单质的熔点不一致导致熔炼过程不易控制的情况。
[0004]铝、钒、铌是钛合金的主要合金成分，通常以中间合金的形式加到钛合金中，目前，钛合金中间合金大多采用二元合金，为达到使用时的性能要求，需要添加几种二元合金，因而容易造成产品性能的不稳定，给生产钛合金中间过程带来困难。
[0005]铝是钛合金中最主要的强化元素，具有显著的固溶强化作用，能显著提高钛合金的高温机械性能，是最先用于发展热强钛合金的主要合金元素，同时铝还具有较低的密度，有利于钛合金比强度的提高；钒有强化钛合金的作用，钛合金中加入一定比例的钒时，合金具有良好的延展性、耐腐蚀性、成形性等优良的性能；铌在β钛中可以无限固溶，起固溶强化作用，在提高合金强度的同时，还能有效提高合金的热稳定性，维持良好的塑性。
[0006]熔炼钛合金时，低熔点的铝元素和高熔点难熔元素铌、钒，若以纯金属形式加入存在极大的质量隐患，易造成钛合金铸锭的偏析和夹杂冶金缺陷，所以通常以中间合金的形式添加。
[0007]为达到合金中元素含量的要求以及使用时的性能要求，需要添加多种二元合金，这就导致钛合金生产过程中合金配比变得复杂，且容易造成钛合金铸锭的偏析、夹杂等冶金缺陷，这些缺陷的存在将会对制品的组织、力学性能和后续使用的可靠性带来严重影响。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金及其制备方法。本专利技术提供的铝钒铌中间合金、铝钒铌钛中间合金成分均匀稳定，在熔炼钛合金时，有助于合金成分均匀化。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种铝钒铌中间合金，按质量含量计，包括70.0～75.0％的V，10.0～15.0％的Nb和余量的Al。
[0011]优选地，包括71.0～74.0％的V，11.0～14.0％的Nb和余量的Al。
[0012]优选地，包括73.0％的V，13.0％的Nb和余量的Al。
[0013]本专利技术还提供了上述技术方案所述铝钒铌中间合金的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将五氧化二钒、五氧化二铌和铝混合进行铝热反应，冷却，得到铝钒铌初级合金；
[0015]将所述铝钒铌初级合金和铝进行真空感应熔炼，冷却，得到所述铝钒铌中间合金。
[0016]优选地，所述五氧化二钒、五氧化二铌和铝的质量比为(1.561～1.673)：(0.179～0.268)：(0.980～1.020)。
[0017]本专利技术提供了一种铝钒铌钛中间合金，按质量含量计，包括67.0～71.0％的V，11.0～15.0％的Nb，3.0～7.0％的Ti和余量的Al。
[0018]优选地，包括68.0～70.0％的V，12.0～14.0％的Nb，4.0～6.0％的Ti和余量的Al。
[0019]优选地，包括69.0％的V，13.0％的Nb，5.0％的Ti和余量的Al。
[0020]本专利技术还提供了上述技术方案所述铝钒铌钛中间合金的制备方法，包括以下步骤：
[0021]将五氧化二钒、五氧化二铌和铝混合进行铝热反应，冷却，得到铝钒铌一级合金；
[0022]将所述铝钒铌一级合金和海绵钛进行真空感应熔炼，冷却，得到所述铝钒铌钛中间合金。
[0023]优选地，所述五氧化二钒、五氧化二铌和铝的质量比为(12.325～13.622)：(1.622～2.307)：(8.269～8.602)。
[0024]本专利技术提供了一种铝钒铌中间合金，按质量含量计，包括70.0～75.0％的V，10.0～15.0％的Nb和余量的Al。本专利技术中，铝是钛合金中最主要的强化元素，具有显著的固溶强化作用，能显著提高钛合金的高温机械性能，同时铝还具有较低的密度，有利于钛合金比强度的提高；钒有强化钛合金的作用，钛合金中加入一定比例的钒时，合金具有良好的延展性、耐腐蚀性、成形性等优良的性能；铌在β钛中可以无限固溶，起固溶强化作用，在提高合金强度的同时，还能有效提高合金的热稳定性，维持良好的塑性。本专利技术通过成分和含量的控制，使铝钒铌中间合金成分均匀、偏析小，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述铝钒铌中间合金的制备方法。本专利技术采用两步法制备铝钒铌中间合金，即铝热还原反应和真空感应熔炼两个步骤：采用铝热法制备出和目标合金品位相近的铝钒铌初级合金；然后进行真空感应熔炼，真空感应熔炼时以铝钒铌初级合金为基体，加入铝调节初级合金品位，使目标合金的品位更加稳定。本专利技术提供的制备方法能够提高铝钒铌中间合金成分的均匀稳定性，并降低杂质含量，能更好的满足钛合金生产要求。
[0026]本专利技术还提供了一种铝钒铌钛中间合金，按质量含量计，包括67.0～71.0％的V，11.0～15.0％的Nb，3.0～7.0％的Ti和余量的Al。本专利技术中，铝是钛合金中最主要的强化元素，具有显著的固溶强化作用，能显著提高钛合金的高温机械性能，同时铝还具有较低的密度，有利于钛合金比强度的提高；钒有强化钛合金的作用，钛合金中加入一定比例的钒时，合金具有良好的延展性、耐腐蚀性、成形性等优良的性能；铌在β钛中可以无限固溶，起固溶强化作用，在提高合金强度的同时，还能有效提高合金的热稳定性，维持良好的塑性；Ti为基体元素。本专利技术通过成分和含量的控制，使铝钒铌钛中间合金成分均匀、偏析小，在熔炼钛合金时，有助于钛合金成分均匀化，防止成分偏析。
[0027]本专利技术还提供了上述技术方案所述铝钒铌钛中间合金的制备方法。本专利技术采用两步法制备铝钒铌钛中间合金，即铝热还原反应和真空感应熔炼两个步骤：采用铝热法制备出铝钒铌一级合金；然后进行真空感应熔炼，真空感应熔炼时以铝钒铌一级合金和海绵钛为原材料制备铝铌钒钛中间合金。本专利技术提供的制备方法能够提高铝钒铌钛中间合金成分的均匀稳定性，并降低杂质含量，能更好的满足钛合金生产要求。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种铝钒铌中间合金，按质量含量计，包括70.0～75.0％的V，10.0～15.0％的Nb和余量的Al，优选包括71.0～74.0％的V，11.0～14.0％的Nb和余本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝钒铌中间合金，其特征在于，按质量含量计，包括70.0～75.0％的V，10.0～15.0％的Nb和余量的Al。2.根据权利要求1所述的铝钒铌中间合金，其特征在于，按质量含量计，包括71.0～74.0％的V，11.0～14.0％的Nb和余量的Al。3.根据权利要求1所述的铝钒铌中间合金，其特征在于，按质量含量计，包括73.0％的V，13.0％的Nb和余量的Al。4.权利要求1～3任意一项所述铝钒铌中间合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将五氧化二钒、五氧化二铌和铝混合进行铝热反应，冷却，得到铝钒铌初级合金；将所述铝钒铌初级合金和铝进行真空感应熔炼，冷却，得到所述铝钒铌中间合金。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述五氧化二钒、五氧化二铌和铝的质量比为(1.561～1.673)：(0.179～0.268)：(0.980～1.020)。6.一种铝钒铌钛中间合金，其特征在于，按质量含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，刘强，刘志彬，孙鑫，何建成，纪海龙，段善博，王东华，
申请(专利权)人：承德天大钒业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：