本发明专利技术是一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金，包括钛、铝和钒，其中，铝３．６－５．０ｗｔ％，钒２．１－３．４ｗｔ％，其余为钛，并且总量不超过百分之百。相对于现有技术中的ＴＣ４合金，本发明专利技术减少了铝、钒含量，降低了铝、钒在钛中的固溶强化作用，其强度降低，塑性提高，与ＴＣ４合金锻件的强度和塑性相当。本发明专利技术提出的钛合金激光沉积态的力学性能为：抗拉强度９１０～９８０ＭＰａ，屈服强度８４０～９１５ＭＰａ，延伸率１３～１７％，断面收缩率３９～５０％。本发明专利技术不仅能够用于激光成形与修复，而且可以用于电子束沉积成形、电子束堆焊、等离子堆焊和成形等高能束流加工技术。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料领域，具体是一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金。二
技术介绍
激光立体成形技术是近十年来发展起来的一种先进的三维自由增材制造技术，用 于致密金属零件的快速制造和损伤零件的再生制造(激光成形修复)。目前，激光成形 和修复所选用的材料多为现有合金的粉末材料，合金种类包括锻造合金、铸造合金、 喷涂用粉末合金等等。但是，激光成形与修复的工艺过程有别于锻造、铸造等加工工 艺，因此使用锻造合金、铸造合金等来进行激光成形与修复，将形成不同于锻造和铸 造的显微组织，进而获得不同于锻件和铸件的力学性能。金属零件的激光成形与修复 均期望获得较高的力学性能，例如，期望激光立体成形件的性能达到锻件标准，期望 激光修复锻件后的性能仍然保持锻件水平。钛合金由于其优异的综合性能在航空、航天、航海等领域的应用越来越广泛，TC4 合金是最为常用的一种钛合金金。激光立体成形TC4合金直接沉积态的力学性能与该 合金锻件相比呈现"高强低塑"的特性，需要进行固溶时效热处理才能使成形件的力 学性能与锻件相当。对于TC4合金锻件的激光成形修复，由于零件已加工或使用，使 得修复后热处理受到限制，如果采用TC4合金粉末来修复锻件，激光修复区与锻件基 体的性能将存在明显差异，影响修复后零件的整体使用性能，特别是疲劳性能。如何 使激光修复区沉积态的力学性能，只经过去应力退火的简单热处理就可以达到与锻件 相当的水平，是实现钛合金锻件高性能修复所必须解决的问题。解决这个问题的关键 就是使激光修复区与锻件基体的力学性能尽可能得接近。依据激光立体成形和激光成 形修复技术的工艺特性，采用TC4合金来进行成形或修复，很难在去应力退火后获得 与锻件相当的性能，因此研制一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金是获得 高力学性能的一个重要途径。三
技术实现思路
为克服现有技术中存在的激光直接沉积TC4合金的力学性能与TC4合金锻件不匹 配的不足，本专利技术提出了一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金。本专利技术为一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金，包括钛、铝和钒，其 中，铝3.6-5.0wt。/。，钒2.1-3.4wt。/。，其余为钛，并且总量不超过百分之百。相对于TC4合金来讲，本专利技术减少了铝、钒含量，降低了铝、钒在钛中的固溶强 化作用，本专利技术与TC4合金的激光沉积态性能相比，强度有所降低，塑性有所提高， 与TC4合金锻件的强度和塑性相当。所述钛合金激光沉积态的力学性能为抗拉强度 910 980MPa，屈服强度840 915MPa，延伸率13 17%，断面收縮率39 50%。 与TC4合金锻件标准及实测值的对比如下表所示<table>table see original document page 4</column></row><table>本专利技术不但可以用于激光成形与修复，而且可以用于电子束沉积成形、电子束堆 焊、等离子堆焊、成形等高能束流加工技术。四附图说明附图1是本专利技术所述钛合金的激光沉积态显微组织。附图2是本专利技术所述钛合金的激光沉积态显微组织。 附图3是本专利技术所述钛合金的激光沉积态显微组织。五具体实施方式 实施例一本实施例激光沉积态的室温力学性能为抗拉强度910MPa，屈服强度840MPa， 延伸率17.0%，断面收缩率50%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金， 所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝3.6wt%，钒 2.1%，其余为钛，并且总量不超过百分之百。实施例二本实施例激光沉积态的室温力学性能为抗拉强度935MPa，屈服强度870MPa， 延伸率15.0%，断面收缩率46%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金，所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝3.9wt%，钒 2.8%,其余为钛，并且总量不超过百分之百。 实施例三本实施例激光沉积态的室温力学性能为抗拉强度980MPa，屈服强度915MPa， 延伸率13.0%，断面收縮率39%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金， 所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝5.0wt%，钒 3.4%，其余为钛，并且总量不超过百分之百。实施例四本实施例电子束沉积态的室温力学性能为抗拉强度970MPa，屈服强度910MPa， 延伸率13.5%，断面收縮率42%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金， 所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝4.8wt%，钒 3.2%，其余为钛，并且总量不超过百分之百。实施例五本实施例电子束堆焊的室温力学性能为抗拉强度930MPa，屈服强度880MPa， 延伸率15.0%，断面收縮率45%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金， 所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝3.9wt%，钒 2.5%，其余为钛，并且总量不超过百分之百。实施例六本实施例等离子堆焊的室温力学性能为抗拉强度950MPa，屈服强度905MPa， 延伸率15.5%，断面收縮率48%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金， 所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝4.5wt%，钒 3.2%，其余为钛，并且总量不超过百分之百。实施例七本实施例等离子成形的室温力学性能为抗拉强度940MPa，屈服强度885MPa， 延伸率16.0%,断面收縮率49%。本专利技术即一种激光立体成形及修复专用的钛合金， 所述钛合金包括钛、铝、钒，在本实施例中，各合金组分的配比为铝4.3wt%，钒 3.0%，其余为钛，并且总量不超过百分之百。权利要求1.一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金，包括钛、铝和钒，其特征在于，铝为3.6-5.0wt％，钒为2.1-3.4wt％，其余为钛。全文摘要本专利技术是一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金，包括钛、铝和钒，其中，铝3.6-5.0wt％，钒2.1-3.4wt％，其余为钛，并且总量不超过百分之百。相对于现有技术中的TC4合金，本专利技术减少了铝、钒含量，降低了铝、钒在钛中的固溶强化作用，其强度降低，塑性提高，与TC4合金锻件的强度和塑性相当。本专利技术提出的钛合金激光沉积态的力学性能为抗拉强度910～980MPa，屈服强度840～915MPa，延伸率13～17％，断面收缩率39～50％。本专利技术不仅能够用于激光成形与修复，而且可以用于电子束沉积成形、电子束堆焊、等离子堆焊和成形等高能束流加工技术。文档编号C22C14/00GK101603134SQ20091002328公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日专利技术者鑫 林, 蕾 薛, 静 陈, 黄卫东 申请人:西北工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于激光立体成形和激光成形修复的钛合金，包括钛、铝和钒，其特征在于，铝为３．６－５．０ｗｔ％，钒为２．１－３．４ｗｔ％，其余为钛。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫东，薛蕾，陈静，林鑫，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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