一种热强损伤容限型钛合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热强损伤容限型钛合金及其制备方法，该合金按照质量百分比，包含的组分为：5.8-7.2％Al；2.8-3.8％Mo；1.6-2.5％Nb；1.6-2.5Sn；1.6-2.5％Zr；0.15-0.25％Si；其余为Ti。该合金的制备方法包括：配料及电极压制、电极制备、制备一次锭、制备二次锭、制备铸锭，最后熔炼完成后铸锭要求冷却到200℃以下出炉。采用本发明专利技术的制备方法得到的钛合金所生产的零件在350℃～550℃的高温强度、断裂韧性等性能明显高于目前使用的TC11热强钛合金，同时零件的塑性、冲击等性能方面与TC11热强钛合金在一个数量级别，并具有较高的室温强度和更好的热加工工艺性。这些性能开阔了该种钛合金及其零件在航空发动机中的应用范围，提高了使用效率，降低了成本，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金
，涉及一种钛合金，尤其是。
技术介绍
钛合金作为一种轻金属合金材料，具有比强度高、高比模量、高韧性、耐腐蚀等一系列优点，广泛应用于飞机机体结构件及其航空发动机的生产制造，且随着航空航天器设计技术的发展，对高性能钛合金的需求量也越来越大，航空航天飞行器中钛合金的用量已经成为衡量其先进程度的重要标志之一。50年代的朝鲜战争，美国飞机在战场被击落击伤近1000架，60年代的越南战争， 美国飞机的损失更加惨重，累计4000多架。两次大的战争美国的财力损失很大，但大大促进了美国钛工业和钛加工技术的发展。美国在总结越南战争中飞机事故时发现，飞机机体结构常常出现一种低应力的断裂事故，即构件的工作应力低于材料的屈服强度而发生的脆性断裂事故。经材料和力学家的分析发现，构件内部常常存在一种宏观尺度裂纹。这种裂纹有可能是铸造、锻造、热处理，甚至机械加工产生的。因此，这种带有裂纹的构件使用时的安全性、可靠性和寿命，当然不能用ΟρΟΜ、、、!!/、、来衡量了。而是应该用裂纹失稳扩展的抵抗能力来评价。如果材料的裂纹失稳扩展抵抗能力越好，那么使用越安全，或者说， 即使构件中存在裂纹，照样可以使用而且不会造成断裂或者很快就断裂。把这个能力叫做断裂韧性，材料上称Km。20世纪70年代的飞机设计者，已经考虑到提高飞机构件的结构效益和构件的寿命了。随着飞机设计理念由传统的单纯静强度设计转变到安全-寿命、破损-安全，直至现代的损伤容限设计理念，先进钛合金材料也逐步向高断裂韧型和低裂纹扩展速率的损伤容限型钛合金方向发展。目前，国外发达国家已经在损伤容限型钛合金的研制和在先进飞机上的应用走在了前列，特别像中等强度Ti-6A1-4VELI900MPa)损伤容限型钛合金和T-62222S( ο b彡IOOOMPa)损伤容限型钛合金等，已经成功应用于美国的F_22、F-35、 C-17等新一代飞机中，大大提高了飞机的使用寿命和战斗力。在我国相关部门的支持下， 我国也先后发展了中等强度的TC4-DT(0b> 900MPa)损伤容限型钛合金和高等强度的 TC21(ob ^ IlOOMPa)损伤容限型钛合金。以上这些损伤容限型钛合金使用温度一般都局限于350°C以下，主要应用飞机机体结构件中。目前国内航空发动机制造中使用的热强钛合金主要为TCll钛合金，其主要性能指标见表1。对于使用于350°C 550°C的热强损伤容限型钛合金的研制则进行的很少，限制了损伤容限型钛合金在航空发动机中的应用。表1-1、TCll钛合金零件室温力学性能指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种热强损伤容限型钛合金，其特征在于，按照质量百分比，包含以下组分：５．８－７．２％Ａｌ；２．８－３．８％Ｍｏ；１．６－２．５％Ｎｂ；１．６－２．５Ｓｎ；１．６－２．５％Ｚｒ；０．１５－０．２５％Ｓｉ；其余为Ｔｉ。

【技术特征摘要】
1.一种热强损伤容限型钛合金，其特征在于，按照质量百分比，包含以下组分5. 8-7. 2% Al ；2. 8-3. 8 % Mo ；1. 6-2. 5 % Nb ；1. 6-2. 5Sn ；1. 6-2. 5 % Zr ；0. 15-0. 25 % Si ；其余为Ti。2.—种权利要求1所述热强损伤容限型钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)按照组分含量进行混料，使用压力机及模具压制为电极块；2)采用真空等离子焊、氩气保护等离子焊或真空电子束焊将步骤1)压制好的电极快组焊为长条状电极；3)用步骤2)制得的长条状电极作为自耗电极在真...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利军，周中波，白钰，刘娣，王幸运，田军强，朱鹏超，薛祥义，常辉，
申请(专利权)人：西安西工大超晶科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：87