本发明专利技术属于材料科学技术领域，涉及一种近β型高强钛合金，其特征在于：该合金各组成元素的重量百分比为：Al：2.5％～3.5％；V：2.8％～3.5％；Mo：2.9％～4.5％；Cr：1.5％～2.9；Zr：4.1％～6％；Sn：2％～4％；Fe：1％～2％；余量为Ti；该合金中的杂质元素：C≤0.04％；O≤0.15％；N≤0.04％；H≤0.015％。本发明专利技术既维持了近β型钛合金良好的力学性能，又不易引起成分偏析，同时在一定程度上降低了合金的生产成本，本发明专利技术合金可被广泛用于航空、航天、汽车等工业领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料
，涉及一种近β型高强钛合金。
技术介绍
钼当量 s介于10 30之间的钛合金在淬火处理时会形成亚稳态的β相基体，这类钛合金被称为近β型钛合金。在时效处理过程中，β基体上逐渐析出弥散的次生α相，从而使合金获得很高的强度。通过调整时效热处理的温度和时间，可以控制次生 α相的数量和尺寸，从而使近β型钛合金的强度和塑性在很宽的范围内变化，获得可满足不同需要的强韧性匹配。由于β相为塑性良好的体心立方晶体结构，因而近β型钛合金通常具有良好的冷热加工工艺性。除此之外，这类合金还具有较高的断裂韧性和低的氢脆敏感性。这些优点使得近β型钛合金成为很重要的一类结构用钛合金，被广泛应用在航空、航天、航海等领域。到目前为止，国内外已经发展了很多种近β型钛合金，但其中常用的一些近β型高强钛合金往往通过添加较高含量的β稳定元素V和Mo来达到β稳定化和强化的目的，如 Ti-1023(Ti-10V-2Fe-3Al)、Beta 21S (Ti-15Mo-3Al_2. 7Nb_0. 25Si)、 Beta C(Ti-8V-6Cr-4Mo-4Zr-3Al) 、 TB3 (Ti- 10Mo-8V-1 Fe-3 . 5A1)、 Ti-15-3 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn)、BT35 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn-lZr_lMo)等合金。V 元素价格非常昂贵，过多添加时会明显增加合金的原材料成本；而Mo元素熔点较高，过多添加时易引起成分偏析，从而导致合金成分和组织均勻性控制困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前常用的一些近β型高强钛合金具有较高含量的V和 Mo元素的缺点，提出一种既有良好的力学性能，又不易引起成分偏析，同时具有低成本优势的近β型高强钛合金。本专利技术的技术方案是一种近β型高强钛合金，其特征在于该合金各组成元素的重量百分比为A1 :2. 5% 3. 5% ；V :2. 8% 3. 5% ；Mo :2. 9% 4. 5% ； Cr :1. 5% 2.9 ;Zr :4. 6% ；Sn:2% 4% ；Fe:l% 2% ；余量为Ti ；该合金中的杂质元素 C^O. 04% ；0 ^ 0. 15% ；N ^ 0. 04% ；H ^ 0. 015%。本专利技术的优点是与目前常用的一些近β型高强钛合金相比，本专利技术降低了价格昂贵的V元素和熔点较高的Mo元素含量，用价格便宜的β稳定元素铬和铁部分代替了 V 和Mo的β稳定化作用，同时用价格便宜的中性元素ττ和Sn弥补由于V和Mo含量减小而引起的合金强度损失。本专利技术既维持了近β型钛合金良好的力学性能，又不易引起成分偏析，同时在一定程度上降低了合金的生产成本。本专利技术合金可被广泛用于航空、航天、汽车等工业领域。具体实施例方式下面对本专利技术做进一步详细说明。一种近β型高强钛合金，其特征在于该合金各组成元素的重量百分比为:A1 :2. 5% 3. 5% ;V :2. 8% 3. 5% ；Mo :2. 9% 4. 5% ；Cr 1. 5% 2. 9 ；Zr 4. 6%;Sn 4%;Fe 2%;余量为Ti ；该合金中的杂质元素C 彡 0. 04% ；0 彡 0. 15% ；N 彡 0. 04% ；H 彡 0. 015%。根据上面所述的一种近β型高强钛合金，其特征在于该合金中的钼当量 a 为10 18，铝当量当彡5， a的计算公式为 a=% Mo+% V/l. 5+% Cr/0. 63+% Fe/0. 35 ； s的计算公式为 a=% Al+% Sn/3+% Zr/6 ；式中％表示各元素的重量百分比。本专利技术钛合金的制备过程是按照上述成分范围及钼当量和铝当量的要求配制合金料，原材料可以选用纯Al、Al-V中间合金、Al-Mo中间合金、V-Fe中间合金、V-Cr中间合金、Ti-Fe中间合金、Ti-Mo中间合金、Ti-Sn中间合金、V-Cr中间合金、纯Cr、纯Sn、海绵锆、 海绵钛等。按配比成分混料后压制成电极，在真空自耗电弧炉中熔炼两次或三次获得合金铸锭。铸锭扒皮、切去冒口和尾端后，经过开坯锻造、中间多火次变形、最终锻造或轧制成棒材、板材、锻件等本专利技术钛合金的各类半成品，经过合适热处理后的这些合金半成品可以用于制造工程零部件。开坯锻造加热温度为1050°C 1150°C，反复墩拔的加热温度为合金β 转变温度以下30°C 80°C，即Te-30°C 80°C ；最终锻造或轧制的加热温度为Te-30°C 80°C或 T0+2O°C 40°C。实施例1 按名义成分Ti-3Al-3V-3Mo-2. 5Cr_4. Hr-3Sn_lFe (重量百分比，％ )配制钛合金料，原材料使用Al-75% V中间合金、Al-58% Mo中间合金、Ti_80% Sn中间合金、V_50% Fe中间合金、0级海绵钛、火器海绵锆、纯Cr和纯Al。混料后压制成电极，用真空自耗电弧炉熔炼三次获得合金铸锭。合金的 a= 11. 8， a= 4. 75，符合本专利技术对合金钼当量和铝当量的要求。铸锭扒皮、切去冒口和尾端后，在1150°C开坯锻造，在Te-30°C 50°C 进行多火次墩拔并锻成Φ60πιπι的棒材。棒材经800°C /2h/WQ+520°C /4h/AC热处理后获得的力学性能实测值为屈服强度1080MPa，断裂强度1145Mpa，延伸率10%。实施例2:按名义成分Ti-3Al-3V-3Mo-2. 5Cr_4. 5Zr-3Sn-l. 4Fe(重量百分比，% )配制合金料，原材料使用Al-75% V中间合金、Ti-32% Mo中间合金、Ti_80% Sn中间合金、V_50% Fe 中间合金、0级海绵钛、火器海绵锆、纯Cr和纯Al。混料后压制成电极，用真空自耗电弧炉熔炼三次获得合金铸锭。合金的 a= 13， a= 4. 75，符合本专利技术对合金钼当量和铝当量的要求。铸锭扒皮、切去冒口和尾端后，在1150°C开坯锻造，然后在Te-30°C 50°C进行多火次变形后制成板坯，最后一火次在Te+30°C热锻成25mm的厚板。厚板经760V /2h/ WQ+480°C /他/AC热处理后，沿轧向的力学性能实测值为屈服强度1135MPa，断裂强度 1198Mpa，延伸率 8% 实施例3 实施例16的合金名义成分参见表1。表1实施例3 实施例16的合金名义成分权利要求1.一种近β型高强钛合金，其特征在于该合金各组成元素的重量百分比为A1 2. 5% 3. 5% ；V :2· 8% 3. 5% ；Mo :2· 9% 4. 5% ；Cr :1· 5% 2. 9 ；Zr 4. 6% ； Sn:2% 4% ；Fe:l% 2% ；余量为Ti ；该合金中的杂质元素C彡0. 04% ；0 ^ 0. 15% ； N 彡 0. 04% ；H 彡 0. 015%。2.根据权利要求1所述的一种近β型高强钛合金，其特征在于该合金中的钼当量 当为10 18，铝当量当彡5， s的计算公式为 a=% Mo+% V/l. 5+% Cr/0. 63+% Fe/0. 35 ； s的计算公式为 a=% Al+% Sn/3+% Zr/6 ； 式中％表示各元素的重量百分比。全文摘要本专利技术属于材料科学
，涉及一种近β型高强本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种近β型高强钛合金，其特征在于：该合金各组成元素的重量百分比为：Ａｌ：２．５％～３．５％；Ｖ：２．８％～３．５％；Ｍｏ：２．９％～４．５％；Ｃｒ：１．５％～２．９；Ｚｒ：４．１％～６％；Ｓｎ：２％～４％；Ｆｅ：１％～２％；余量为Ｔｉ；该合金中的杂质元素：Ｃ≤０．０４％；Ｏ≤０．１５％；Ｎ≤０．０４％；Ｈ≤０．０１５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷力明，黄旭，李臻熙，李四清，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：11
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