本发明专利技术涉及一种耐腐蚀的钛铌合金以及由其制备板材和管材的方法，其特点是，按重量百分比计组成为：Nb为0.1～4.9％，C≤0.08％，N≤0.03％，H≤0.012％，O≤0.12％，Fe≤0.1％，余量为Ti。本发明专利技术公开的Ti-(0.8～6％)Nb合金管材以金属钛作为基体，添加少量的铌金属，通过固溶强化方式提高金属铌的力学性能，其剪切强度和抗拉强度均高于纯钛，抗拉强度提高10～20％，并保持良好的塑性和成型性能，冷加工性能优异；通过添加铌进一步提高钛的耐蚀性能，扩大钛的耐蚀范围，是一种良好的易成形耐蚀材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种 耐腐蚀的钛铌合金以及由其制备板材和管材的方法。
技术介绍
为了提高钛的耐蚀性能，并保持良好的综合性能，上世纪70年代，美国华昌公司研制了一种Ti-45Nb合金，继承了 Ti和Nb的性能，比重和价格比纯铌低，耐蚀性能与纯铌相当，比纯钛的耐蚀性能提高一个数量级。但这种合金价格和比重比纯钛还是高出很多，仅原料费用就增加了约7倍，所以只能用在少量的特殊环境中，如湿法冶金、板道系统、低压氧化等某些工作条件恶劣的部位，还有航空铆钉以及人体植入物等领域，严重影响了该合金的推广使用。目前，国内西部超导材料科技有限公司已经仿制生产出了 Φ2.5 5mm的Ti-45Nb合金丝材，供北京航空材料研究院进行航空紧固件材料的测试评价工作，在其他领域还没有应用。目前，在新一代医用钛合金领域，国内外对Ti-Nb合金备受关注，该合金不仅具有较低的弹性模量，而且在一定成分区间内还会表现出形状记忆效果。S. Y. Yu和J. R. Scully的研究结果表明，在钛中加入Nb能改善钛的抗蚀性能。虽然国内外学者对于Ti-Nb合金研究颇热，但至今为止，除了美国华昌公司的Ti-45Nb合金可以生产板板丝和板带以外，其他成分的Ti-Nb合金的板材仍然属于空白，尤其是换热器级的钛铌合金板材和管材在国内外都属于空白。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种耐腐蚀的钛铌合金，能够提高钛的耐蚀性、导热性和强度；本专利技术的目的之二是提供一种用上述合金制备板材的方法，能够在提高强度的前提下仍然保持良好的冷成型性能；本专利技术的目的之三是提供一种用上述合金制备管材的方法，能够在提高强度的前提下仍然保持良好的冷成型性能。一种耐腐蚀的钛铌合金，其特别之处在于，按重量百分比计组成为Nb为O. I 4. 9%, C ^ O. 08%, N ^ O. 03%, H ^ O. 012%, O ^ O. 12%, Fe ^ O. 1%，余量为 Ti。一种耐腐蚀的钛铌合金制备板材的方法，其特别之处在于，包括如下步骤(I)铸锭制备采用海绵钛和纯铌按照权利要求I的配比进行配料和压制电极块，电极块进行组合焊接制备一次电极，然后进行两次真空自耗电弧熔炼制备出铸锭；(2)锻造制备板坯采用快锻机对铸锭进行开坯和板坯锻造，开坯加热前对铸锭表面进行涂层处理，锻造开坯温度为900 1100°C，保温2 5小时，锻造比2 10，终锻温度彡700°C，板坯锻造温度为750 1000°C，保温I 3小时，锻造比2 6，终锻温度彡650°(,板还规格为厚度30 200mm,板还锻造火次为I 4火次；(3)板坯热轧开坯或I火加热温度为800 900°C，保温I 3小时，总加工率70 90%，终轧温度彡650°C ;当2 4火次热轧加热温度为750 880°C，保温I 2小时，每火次总加工率60 80%，终轧温度彡6000C ；(4)表面处理对热加工板坯需进行碱洗和酸洗去除表面氧化皮，然后水洗清洁，再进行表面修磨以保证表面无肉眼可见的表面缺陷；(5)冷轧冷轧前采用真空热处理或在电阻炉中退火，温度为550 700°C，保温I 2小时，或者在表面处理后直接进行轧制，热轧坯料经过3 5次的冷轧最终加工至成品，两次冷轧之间进行除油处理和中间退火，成品轧制后进行成品退火处理，并且冷轧时道次变形量为9 % 25 %，总加工率为35 % 55 % ;步骤(5)中除油处理是指对于冷轧后进行热处理的板材需要进行除油处理，具体先进行超声波清洗除油或用除油剂进行清洗，然后经过酸洗、水洗和烘干处理。步骤(5)中的中间退火和成品退火均采用真空退火热处理，退火温度为600 850°C，保温I 3小时，真空度不低于I X KT1Pa,经过成品退火的产品直接成为产成品，或 再经过酸洗、水洗后成为产成品。其中中间退火采用电阻炉退火，退火后进行碱洗、酸洗和水洗；涂层处理是指涂刷或喷涂玻璃粉浆料，具体配比为玻璃粉粘接剂稀释剂=2 : I 2 : O. I 1，其中粘接剂是水溶性树脂，稀释剂是工业用水，涂层厚度O. 5-2mm。碱洗用碱液的配比为按重量比85 95 %的NaOH加上15 5 %的NaNO3混合后在熔融状态下使用；酸洗用酸液配比为按体积比HF HNO3 H2O = 5 10% 30 40% 余量，氢氟酸的质量分数为40%,硝酸的质量分数为65 68%。一种耐腐蚀的钛铌合金制备管材的方法，其特别之处在于，包括如下步骤(I)铸锭制备采用海绵钛和纯铌按照权利要求I的配比进行配料和压制电极块，电极块进行组合焊接制备一次电极，然后进行两次真空自耗电弧熔炼制备铸锭；(2)锻造制备棒坯采用快锻机对铸锭进行开坯和棒坯锻造，开坯加热前对铸锭表面进行涂层处理，锻造开坯温度为900 1100°C，保温2 5小时，锻造比2 5，终锻温度彡750°C，棒坯锻造温度为800 1000°C，保温I 3小时，锻造比2 5，终锻温度彡 700 V ；(3)管坯制备管坯制备采用挤压方法或斜轧穿孔方法，采用挤压法在挤压前对棒坯扒皮钻孔并进行表面涂层处理，挤压温度为700 850°C，保温I 3小时，斜轧法中管坯斜轧穿孔中频加热温度为750 950°C，保温10 30分钟；(4)表面处理对热加工管坯需进行酸洗和水洗，或者碱洗、酸洗和水洗去除表面涂层或表面氧化皮，再进行表面扒皮，内表面采用镗孔处理，镗孔量O. 2 I. 5mm ;(5)冷轧冷轧前采用真空热处理或者在表面处理后直接进行轧制，采用两辊冷轧开坯及至少两道次减径减壁轧制，最后一道次是多辊精轧出成品，管坯或半成品管内外表面均使用液体润滑剂进行润滑，轧制速度为10 80次/分钟，每一道次变形量为20% 70 %，总加工率为30 % 70 % ;(6)除油处理对于冷轧后进行真空热处理的管材需要进行除油处理，先进行超声波清洗除油或除油剂进行清洗，然后采用酸洗、水洗和烘干处理；(7)中间和成品热处理中间软化和成品热处理均采用真空退火热处理，退火温度为600 800°C，保温I 2小时，真空度不低于I X KT1Pa,经过中间退火的产品返回步骤(5)继续进行轧制，经过成品退火的产品直接成为产成品，或经过酸洗和水洗后成为产成品；碱洗用碱液的配比为按重量比85 95%的NaOH加上15 5%的NaNO3混合后在熔融状态下使用；酸洗用酸液配比为按体积比HF HNO3 H2O = 5 10% 30 40% 余量，氢氟酸的质量分数为40%,硝酸的质量分数为65 68%。步骤(5)中润滑剂采用石蜡或机油。其中涂层处理是指涂刷或喷涂玻璃粉浆料，具体配比为玻璃粉粘接剂稀释剂=2 : I 2 : O. I 1，其中粘接剂是水溶性树脂，稀释剂是工业用水，涂层厚度O. 5-2mm。本专利技术公开的Ti-(0. 8 6% )Nb合金管材以金属钛作为基体，添加少量的铌金 属，通过固溶强化方式提高金属铌的力学性能，其剪切强度和抗拉强度均高于纯钛，抗拉强度提高10 20%，并保持良好的塑性和成型性能，冷加工性能优异；通过添加铌进一步提高钛的耐蚀性能，扩大钛的耐蚀范围，是一种良好的易成形耐蚀材料。采用本专利技术方法制备的Ti-(0. 8 6% )Nb合金管材，虽然在钛的基础上添加了少量的铌，但可以提高钛的耐蚀性、导热性和强度，又本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀的钛铌合金，其特征在于，按重量百分比计组成为Nb为0. 1 4. 9%，C ≤0. 08%, N≤ 0. 03%, H ≤ 0. 012%, O≤ 0. 12%, Fe ≤ 0. 1%，余量为 Ti。2.一种耐腐蚀的钛铌合金制备板材的方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)铸锭制备采用海绵钛和纯铌按照权利要求I的配比进行配料和压制电极块，电极块进行组合焊接制备一次电极，然后进行两次真空自耗电弧熔炼制备出铸锭； (2)锻造制备板坯采用快锻机对铸锭进行开坯和板坯锻造，开坯加热前对铸锭表面进行涂层处理，锻造开坯温度为900 1100°C，保温2 5小时，锻造比2 10，终锻温度≥700 V，板坯锻造温度为750 1000°C，保温I 3小时，锻造比2 6，终锻温度≥650°C，板还规格为厚度30 200mm,板还锻造火次为I 4火次； (3)板坯热轧开坯或I火加热温度为800 900°C，保温I 3小时，总加工率70 90%，终轧温度≥650°C ;当2 4火次热轧加热温度为750 880°C，保温I 2小时，每火次总加工率60 80%，终轧温度≥6000C ； (4)表面处理对热加工板坯需进行碱洗和酸洗去除表面氧化皮，然后水洗清洁，再进行表面修磨以保证表面无肉眼可见的表面缺陷； (5)冷轧冷轧前采用真空热处理或在电阻炉中退火，温度为550 700°C，保温I 2小时，或者在表面处理后直接进行轧制，热轧坯料经过3 5次的冷轧最终加工至成品，两次冷轧之间进行除油处理和中间退火，成品轧制后进行成品退火处理，并且冷轧时道次变形量为9% 25%，总加工率为35% 55%。3.如权利要求2所述的一种耐腐蚀的钛铌合金制备板材的方法，其特征在于步骤(5)中除油处理是指对于冷轧后进行热处理的板材需要进行除油处理，具体先进行超声波清洗除油或用除油剂进行清洗，然后经过酸洗、水洗和烘干处理。4.如权利要求3所述的一种耐腐蚀的钛铌合金制备板材的方法，其特征在于步骤(5)中的中间退火和成品退火均采用真空退火热处理，退火温度为600 850°C，保温I 3小时，真空度不低于I X KT1Pa,经过成品退火的产品直接成为产成品，或再经过酸洗、水洗后成为产成品。5.如权利要求4所述的一种耐腐蚀的钛铌合金制备板材的方法，其特征在于其中中间退火采用电阻炉退火，退火后进行碱洗、酸洗和水洗；涂层处理是指涂刷或喷涂玻璃粉浆料，按重量计具体配比为玻璃粉粘接剂稀释剂=2 : I 2 : 0. I 1，其中粘接剂是水溶性树脂，稀释剂是工业用水，涂层厚度0. 5-2mm。6.如权利要求2至5中任意一项所述的一种耐腐蚀的钛铌合金制备板材的方法，其特征在于碱洗用碱液的配比为按重量比85 95%的NaOH加上15 5%的NaNO3混合后在熔融状...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦昌，刘守田，王培军，朱宝辉，袁红军，任丽萍，王益，
申请(专利权)人：宁夏东方钽业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。