一种低密度超弹性功能钛合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低密度超弹性功能钛合金及其制备方法，该钛合金由以下质量百分数的元素组成：Al：4.2~5.0%，Cr：1.6~2.2%，Fe：0.8~1.2%，Mo：3.0~4.2%，余量为Ti和不可避免的杂质元素。该制备方法包括：合金铸锭熔炼，锻轧变形加工和退火处理。本发明专利技术制备的合金兼具高阻尼、高加工硬化率、高强塑性等优异的综合性能，解决了现有超弹性金属材料面临的加工难、成本高、密度大的关键问题，在航空航天、舰船、智能机器人等新一代先进装备中具有显著的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及先进结构功能一体化金属材料，具体涉及一种低密度超弹性功能钛合金及其制备方法。

技术介绍

1、具有超导、储氢、超弹、形状记忆等特殊物理、化学或力学性能的结构功能一体化金属材料，通过其独特功能特性在航空航天、能源、医疗、电子等高科技行业领域中发挥着关键性高价值应用。结构功能一体化新金属材料及其制备技术的研发，可显著推动深空探测、核聚变、智能机器人及氢能源等前沿技术的发展，是国际及国内高校和科研院所在新材料领域重要的热点研究方向之一。

2、作为一种具备超弹性与形状记忆的结构功能一体化金属材料，镍钛合金兼顾高强度、耐疲劳、耐腐蚀等性能优点，在医疗支架、卫星天线、航天密封等关键部件中获得广泛应用。然而，镍钛合金存在着密度大(约为6.5 g/cm3)、成本高、加工难、生物毒性等材料问题，限制了其在医疗、电子、汽车等重点领域的应用范围。其中，合金中含有约55.8 wt.%的镍元素，是导致其密度大、成本高、生物毒性等问题的根源因素，目前尚无技术方法从根本上解决该难题。因此，研发无镍元素的超弹性功能合金材料及其制备技术，在重点领域的新型装备中具有显本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低密度超弹性功能钛合金，其特征在于，由以下质量百分数的元素组成: Al：4.2~5.0%，Cr：1.6~2.2%，Fe：0.8~1.2%，Mo：3.0~4.2%，余量为Ti和不可避免的杂质元素。

2.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金在d电子钛合金设计理论中的和参数范围分别是；所述合金的β相稳定系数Kβ数值范围是0.491≤Kβ≤0.695。

3.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金的密度r为4.6≤r≤4.8。

4.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金可恢复应变大...

【技术特征摘要】

1.一种低密度超弹性功能钛合金，其特征在于，由以下质量百分数的元素组成: al：4.2~5.0%，cr：1.6~2.2%，fe：0.8~1.2%，mo：3.0~4.2%，余量为ti和不可避免的杂质元素。

2.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金在d电子钛合金设计理论中的和参数范围分别是；所述合金的β相稳定系数kβ数值范围是0.491≤kβ≤0.695。

3.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金的密度r为4.6≤r≤4.8。

4.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金可恢复应变大于5%；所述合金在250ºc~400ºc内的阻尼系数大于0.01。

5.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金的储能模量e'数值范围为55gpa≤e'≤85gpa，且在25ºc~400ºc内储能模量e'随温度升高未呈现快速下降的变化趋势。

6.如权利要求1所述的低密度超弹性功能钛合金，其特征在于：所述合金的抗拉强度大于1gpa，延伸率大于10%，加工硬化率特征峰值大于5gpa。

7.一种低密度超弹性功能钛合金的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的低密度超弹性功能钛合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中在制备重量大于等于20公斤的合金铸锭时，真空熔炼炉选择真空电子束熔炼炉或真空自耗熔炼炉,且真空电子束熔炼炉的熔炼次数为1-2次;

【专利技术属性】
技术研发人员：任磊，魏延鹏，涂欢，郭雅悰，路玲玲，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：