专利名称：：一种超高强度钛合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及高强度钛合金领域，特别提供了一种超高强度钛合金。
背景技术：
：钛在地壳中的含量为0.63%,居地球各种元素的第九位，按金属元素计为第七位，而按金属结构材计，仅次于铝、铁、镁而居第四位。金属钛的生产方法是对金红石矿物进行氯化处理，形成四氯化钛，然后再用钠或镁还原(分别为Huntor和Kroll法)，将所得到的海绵钛添加合金元素并压实成电极，再用真空自耗电极弧法熔炼。一般是将所得到的钛锭重熔一次或两次，再热加工和冷加工成厚板、薄板、棒材、管材与型材等，最后深加工成各种实用形状的零件。钛及其合金的密度为4.5g/cn^左右，仅为钢的58%。钛合金的比强度、比刚度高，抗腐蚀性能和结合性能良好，高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好，具有优良的综合性能，是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。随着科学技术的发展，钛合金在国防、民用等方面有了进一步的应用。目前代表国际先进水平、并在飞机上获得实际应用的高强度钛合金主要有亚稳定P型合金Ti-15-3，p21S，近|3型合金Ti-1023和a-(3型两相钛合金VT22。传统高强度钛合金(如Ti-1023、VT22)，室温强度能够达到llOOMPa。本发明合金在塑性没有明显降低的情况下，强度能够达到1400MPa级别。该合金应用后，在满足承力条件情况下，能够明显减轻结构件重量，与传统1100MPa强度级别钛合金相比，减重达20%。该合金可以用于各种需要高强度材料的部位，如飞机起落架承力臂、大型承重件，35(TC以下用发动机用材料等。
发明内容本发明的目的是提供一种超高强度钛合金，该合金在塑性没有明显降低的情况下，强度能够达到1400MPa级别。本发明提供了一种超高强度钛合金，该合金成分的质量百分数为Al4.0~7.0，Mo4.3~6.3，V4.0~6.0，Cr1.5-5.0，Fe0.5-1.5，Ti余量;其中杂质含量O<0.1，Cr与Fe含量之和小于等于Mo含量。本发明提供的超高强度钛合金，该合金成分的质量百分数为Al4.7~5.8，Mo4.9H5.0，V4.55.5'Cr2.53.5'Fe0.6L3，Ti余量;其中杂质含量O<0.1，Cr与Fe含量之和小于等于Mo含量。本发明提供了超高强度钛合金的制备方法，所述合金用真空自耗电弧炉熔炼3次，1100120(TC开坯，测定相变点，在相变点以上2030。C变形2次，相变点以下2040'C变形1次，然后进行热处理。本发明钛合金性能杨氏模量E为112Gpa;剪切模量G为43.3Gpa;泊松比H为0.30。本发明合金在塑性没有明显降低的情况下，强度能够达到1400MPa级别。该合金应用后，在满足承力条件情况下，能够明显减轻结构件重量，与传统1100MPa强度级别钛合金相比，减重达20%。该合金可以用于各种需要高强度材料的部位，如飞机起落架承力臂、大型承重件，35(TC以下用发动机用材料等。具体实施例方式实施例1本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-3Cr-0.95Fe(No.l)合金采用真空自耗电弧炉，进行3次熔炼，115(TC开坯，测定相变点，在相变点以上25。C变形2次，相变点以下30'C变形1次，然后进行热处理。表l不同热处理制度(No.l)的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1可知，本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-3Cr-0.95Fe合金的屈服强度和抗拉强度都在1400MPa以上，比传统钛合金强度高。实施例2本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-2Cr-0.95Fe(No.2)合金采用真空自耗电弧炉，进行3次熔炼，115(TC开坯，测定相变点，在相变点以上25。C变形2次，相变点以下3(TC变形1次，然后进行热处理。表2不同热处理制度(No.2)的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表2可知，本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-2Cr-0.95Fe合金的屈服强度和抗拉强度都在1400MPa以上，比传统钛合金强度高。实施例3本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-4Cr-0.95Fe(No.3)合金采用真空自耗电弧炉，进行3次熔炼，115(TC开坯，测定相变点，在相变点以上25'C变形2次，相变点以下3(TC变形1次，然后进行热处理。表3不同热处理制度(No.3)的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表3可知，本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-4Cr-0.95Fe合金的屈服强度和抗拉强度都在1400MPa以上，比传统钛合金强度高实施例4本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-3Cr-0.95Fe(No.l)合金和Ti-1023合金分别采用真空自耗电弧炉，进行3次熔炼，115(TC开坯，测定相变点，在相变点以上25'C变形2次，相变点以下30'C变形1次，然后进行热处理。表4No.l合金和Ti-1023合金的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表5可知，本发明Ti-5.25Al-5.3Mo-5V-3Cr-0.95Fe合金的屈服强度和抗拉强度比传统钛合金(VT22)高。权利要求1、一种超高强度钛合金，其特征在于该合金成分的质量百分数为Al4.0～7.0，Mo4.3～6.3，V4.0～6.0，Cr1.5～5.0，Fe0.5～1.5，Ti余量；其中杂质含量O<0.1，Cr与Fe含量之和小于等于Mo含量。2、按照权利要求1所述超高强度钛合金，其特征在于该合金成分的质量百分数为Al4.7-5.8，Mo4.9-6.0,V4.55.5，Cr2.53.5，Fe0.6~1.3，Ti余量；其中杂质含量OO.l，Cr与Fe含量之和小于等于Mo含量。3、一种权利要求1所述超高强度钛合金的制备方法，其特征在于所述合金用真空自耗电弧炉熔炼3次，11001200'C开坯，测定相变点，在相变点以上203(TC变形2次，相变点以下204(TC变形1次，然后进行热处理。全文摘要本发明提供了一种超高强度钛合金，该合金成分的质量百分数为Al4.0～7.0，Mo4.3～6.3，V4.0～6.0，Cr1.5～5.0，Fe0.5～1.5，Ti余量；其中杂质含量O＜0.1，Cr与Fe含量之和小于等于Mo含量。本发明钛合金在塑性没有明显降低的情况下，强度能够达到1400MPa级别。该合金应用后，在满足承力条件情况下，能够明显减轻结构件重量，与传统1100MPa强度级别钛合金相比，减重达20％。该合金可以用于各种需要高强度材料的部位，如飞机起落架承力臂、大型承重件，350℃以下用发动机用材料等。文档编号C22C14/00GK101451206SQ200710158638公开日2009年6月10日申请日期2007年11月30日优先权日2007年11月30日发明者刘羽寅,杰官,雷家峰申请人:中国科学院金属研究所