耐疲劳的铸造钛合金物品制造技术

由一种特殊的钛合金铸造的物品可以达到较高的疲劳强度。这种钛合金是(α+β)钛合金，该钛合金具有的标称组成为约5.5质量百分比至约6.63质量百分比的铝、约3.5质量百分比至约4.5质量百分比的钒、约1.0质量百分比至约2.5质量百分比的铬、最大值为0.50质量百分比的铁、约0.15质量百分比至约0.25质量百分比的氧、约0.06质量百分比至约0.12质量百分比的硅、以及除了一些可允许的杂质之外至少80质量百分比的钛或余量的钛(Ti)。在一种示例性的应用中，这种钛合金可以被用来铸造一种涡轮增压器的压缩机叶轮。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2009年6月29日提交的美国临时申请USSN 61/221,252的权益。
本披露总体上所涉及的领域包括钛合金、形成钛合金的方法、以及由钛合金形成的物品。
技术介绍
钛合金由于其高的强度重量比、优异的机械特性、以及较高的耐腐蚀性在正常的以及高要求的应用中的使用十分受欢迎。但是经验表明了处于锻造形式的钛合金(例如，由棒料锻造或轧制的那些)与当它们通过其他的成型技术(例如铸造或粉末冶金术)来形成时相比总体上呈现出更大的疲劳强度。因此可能有益的是辨别出钛合金以及用于铸造这些合金的步骤，这样完成的铸造物品复制了或至少有利地比得上处于锻造形式的相同物品的疲劳行为。
技术实现思路
本专利技术的一个示例性实施方案可以包括一种产品，该产品包括一个压缩机叶轮，该压缩机叶轮是已经使用迅速的淬火热处理过的以用于一个车辆的涡轮增压器中，该涡轮增压器压缩了空气并且将其供应到一个内燃发动机的一个进气歧管中。该压缩机可以由一种铸造的钛合金组成，该钛合金具有的标称组成包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.29 US 61/2212521.一种产品，包括：
一个用于车辆的涡轮增压器的、热处理过的并且快速淬火过的压缩机叶
轮，该压缩机叶轮包括一个轮毂、一个基部以及多个空气动力学波状轮廓的
叶片，该压缩机叶轮具有的标称组成是约5.5质量百分比至6.63质量百分比
的铝、约3.5质量百分比至4.5质量百分比的钒、约1.0质量百分比至约2.5
质量百分比的铬、最大值为0.50质量百分比的铁、约0.06质量百分比至约
0.12质量百分比的硅、以及至少80质量百分比的钛；并且
其中该压缩机叶轮具有的微结构包括在一个β片状基体中的一次α片晶
以及二次α片晶的一个双片状分布。
2.如权利要求1所述的产品，其中该压缩机叶轮进一步包括的杂质为：
高达约0.08质量百分比的碳、高达约0.08质量百分比的锰、高达约0.04质
量百分比的氮、以及高达约0.013质量百分比的氢，其中余量是钛。
3.如权利要求1所述的产品，其中该压缩机叶轮包括约980MPa的最
小拉伸强度、当以0.2％的残余变形测量时约880MPa的最小屈服强度、以
及约8％的最小伸长率。
4.如权利要求1所述的产品，其中该轮毂限定了一个轴向孔，该轴向孔
接收了一个轴的一端，该轴的另一端由一个涡轮机叶轮接收，该涡轮机叶轮
的至少一部分位于一个发动机排气流内以使该涡轮机叶轮以及该压缩机叶
轮旋转。
5.一种通过以下步骤制成的产品，这些步骤包括：
使用一种钛合金来熔模制造一个具有预先确定形状的物品，这种钛合金
具有的标称组成是约5.5质量百分比至6.63质量百分比的铝、约3.5质量百
分比至4.5质量百分比的钒、约1.0质量百分比至约2.5质量百分比的铬、最
大质量百分比的铁、约0.06质量百分比至约0.12质量百分比的硅、以及至
少80质量百分比的钛；
将该物品在一个预先确定的温度以及压力下进行热等静压持续一个预
先确定的时间段；
将该物品加热到高于与该钛合金相关联的β转变温度的一个温度；
将该物品从高于该β转变温度的温度快速冷却到低于该β转变温度并且
在与该钛合金相关联的α+β相区内的一个温度；并且
使该物品在与该钛合金相关联的α+β相区内的一个温度下退火。
6.如权利要求5所述的产品，其中该热等静压步骤包括将该物品在约
885℃至约913℃的温度下、在不小于1000巴的压力下热等静压约二至约
四小时。
7.如权利要求5所述的产品，其中该热等静压步骤包括将该物品在约
940℃至约968℃的温度下、在不小于1000巴的压力下热等静压约二至约
四小时。
8.如权利要求5所述的产品，其中该快速冷却步骤包括将该物品以一个
足以为该物品提供一个双片状微结构的冷却速率进行冷却，该微结构包括在
一个β片状基体中的一次α片晶以及二次α片晶。
9.如权利要求5所述的产品，其中该退火步骤包括使该物品在约550℃
退火约八小时。
10....

【专利技术属性】
技术研发人员：D·德克尔，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：