一种耐制造技术

本发明专利技术涉及有色金属加工技术领域，具体涉及一种耐

【技术实现步骤摘要】
一种耐700
℃
钛基材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有色金属加工
，具体涉及一种耐
700℃
钛基材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]航空航天领域部分热结构对材料温度需求达到
650℃
以上，目前成熟应用的高温钛合金使用温度在
600℃
，现有材料无法满足飞行器对
650℃
以上服役温度的要求，新型耐高温结构材料的研发成为亟待解决的关键问题
。
[0003]由于耐高温钛合金变形抗力大
、
热加工窗口较窄，变形困难，引入脆性较大的颗粒
、
晶须等陶瓷析出相后，塑性下降，极易发生开裂，大大增加了材料的加工难度，使宽幅薄板制备更加困难
。
已有报道的耐
700℃
钛基材料薄板宽幅多在
400mm
以下，针对薄壁类构件常用的大尺寸
(
宽度
≥800mm
，长度
≥1500mm
，厚度
0.5
～
2mm)
的板材，尚未有相关研制报告
。
新型耐
700
～
750℃
钛基材料宽幅板材的研制已成为目前亟需解决的难题
。
[0004]因此，专利技术人提供了一种耐
700℃
钛基材料及其制备方法
。

技术实现思路

[0005](1)
>要解决的技术问题
[0006]本专利技术实施例提供了一种耐
700℃
钛基材料及其制备方法，解决了钛基复合材料高温性能不足的技术问题
。
[0007](2)
技术方案
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种耐
700℃
钛基材料，其组分及质量百分比为：铝
6.0
％～
7.0
％
、
锡
1.0
％～
4.5
％
、
锆
3.5
％～
6.0
％
、
钼
0.5
％～
1.0
％
、
铌
0.5
％～
1.5
％
、
硅
0.2
％～
0.5
％
、
硼
0.2
％～
0.7
％
、
碳
0.06
％～
0.15
％，余量为钛
、
难熔金属和不可避免的杂质元素
。
[0009]进一步地，铝元素与锡元素的质量百分比之和小于
10.5
％
。
[0010]进一步地，钼元素与铌元素的质量百分比之和大于
0.8
％，且钼元素与铌元素的质量百分比之和小于或等于
2.5
％
。
[0011]进一步地，硼元素的质量百分比与钼元素及铌元素的质量百分比之和为正相关，硼元素的质量百分比与铝元素及锡元素之和为负相关
。
[0012]进一步地，所述难熔金属包括钽和钨中的至少一种，其质量百分比小于或等于3％
。
[0013]本专利技术的第二方面提供了一种耐
700℃
钛基材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤
1、
将各元素原材料按质量百分比均匀混合，然后压制并焊接成熔炼电极，通过多次真空自耗电极熔炼制备出钛基材料锭坯；
[0015]步骤
2、
在所述钛基材料锭坯的表面涂耐高温抗氧化涂层后，在
β
+50℃
～
β
+200℃
相区进行保温处理，然后进行多火次锻造变形，每火次的变形量为
20
～
70
％，然后空冷至室
温，获得
TiB
析出相细小且各向均匀分布的钛基材料锻坯；
[0016]步骤
3、
对所述钛基材料锻坯进行表面打磨处理，然后涂覆抗氧化涂层，得到钛基材料板坯；
[0017]步骤
4、
将所述钛基材料板坯置于
β
+20℃
～
β
+200℃
的加热炉中进行加热处理并保温，然后轧制，首火次进行多道次变形，每道次的变形量为
10
～
35
％，火次变形量为
30
～
80
％；
[0018]步骤
5、
在
β
+20℃
～
β
+200℃
的加热炉中进行加热处理并保温，换向后进行多道次变形，每道次的变形量为
20
～
40
％，火次变形量为
40
～
80
％，轧制变形后空冷至室温；
[0019]步骤
6、
重复步骤5进行至少一火次变形，然后将坯料进行表面处理，切割加工成合适尺寸，采用金属板材包覆坯料并封焊；
[0020]步骤
7、
将包覆处理好的坯料置于
β
+20℃
～
β
+200℃
的加热炉中并保温，进行多道次变形，得到半成品板材；其中，每道次的变形量为
15
～
35
％，终轧温度高于或等于
β
‑
60℃
；
[0021]步骤
8、
对所述半成品板材进行表面处理，得到耐
700℃
钛基材料板材
。
[0022]进一步地，步骤2中的保温时间为3～
10h。
[0023]进一步地，步骤4中的保温时间为
H
×
(1.0
～
2.0)min
，
H
为坯料总厚度，单位为
mm。
[0024]进一步地，步骤7中的保温时间为
H
×
(1.0
～
1.5)min
，
H
为坯料总厚度，单位为
mm。
[0025]进一步地，步骤7中的最后一道次变形量小于前一道次变形量且小于或等于
25
％
。
[0026]进一步地，步骤8所得到的板材组织为基体组织中
β
晶粒尺寸在
100
μ
m
以下，内部为近网篮状的片层组织，析出相尺寸在
80
μ
m
以下
。
[0027](3)
有益效果
[0028]综上，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耐
700℃
钛基材料，其特征在于，包括的组分及质量百分比为：铝
6.0
％～
7.0
％
、
锡
1.0
％～
4.5
％
、
锆
3.5
％～
6.0
％
、
钼
0.5
％～
1.0
％
、
铌
0.5
％～
1.5
％
、
硅
0.2
％～
0.5
％
、
硼
0.2
％～
0.7
％
、
碳
0.06
％～
0.15
％，余量为钛
、
难熔金属和不可避免的杂质元素
。2.
根据权利要求1所述的耐
700℃
钛基材料，其特征在于，铝元素与锡元素的质量百分比之和小于
10.5
％
。3.
根据权利要求1所述的耐
700℃
钛基材料，其特征在于，钼元素与铌元素的质量百分比之和大于
0.8
％，且钼元素与铌元素的质量百分比之和小于或等于
2.5
％
。4.
根据权利要求1所述的耐
700℃
钛基材料，其特征在于，硼元素的质量百分比与钼元素及铌元素的质量百分比之和为正相关，硼元素的质量百分比与铝元素及锡元素之和为负相关
。5.
根据权利要求1所述的耐
700℃
钛基材料，其特征在于，所述难熔金属包括钽和钨中的至少一种，其质量百分比小于或等于3％
。6.
一种如权利要求1‑5中任一项所述的耐
700℃
钛基材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤
1、
将各元素原材料按质量百分比均匀混合，然后压制并焊接成熔炼电极，通过多次真空自耗电极熔炼制备出钛基材料锭坯；步骤
2、
在所述钛基材料锭坯的表面涂耐高温抗氧化涂层后，在
β
+50℃
～
β
+200℃
相区进行保温处理，然后进行多火次锻造变形，每火次的变形量为
20
～
70
％，然后空冷至室温，获得
TiB<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾元松，王富鑫，韩秀全，付明杰，刘莹莹，黄志涛，张书铭，乔虹，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：