专利名称：：一种低成本α+β型钛合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及合金4支术领域，具体地说涉及一种低成本a+P型钬合金。技术背景a+(3型钛合金广泛应用于航空、航天、汽车、高尔夫球杆头、自行车等领域，其典型代表是1954年美国研制成功的Ti-6A1-4V合金。Ti-6A1-4V合金具有良好的综合性能。目前Ti-6A1-4V合金使用量已占全部钛合金的一半以上，但由于Ti-6A1-4V合金含有贵金属钒，其价格也相当的昂贵。
发明内容有鉴于此，为了克服Ti-6A1-4V合金价格昂贵致使其性价比较低的缺点，本发明提供性价比明显优于Ti-6/U-4V合金的a+0型钬合金。本发明的低成本0(+P型钛合金，所述钬合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8%、铬0.3-3%、铁O.3-2%,其余为钛和不可避免的杂质。进一步，按重量百分比计，铝6.0°/。、铬1.0%、铁0.8%，其余为钛和不可避免的杂质。本发明的另一种低成本"+P型钬合金，所述钬合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8°/。、4各0.3-3%、铁0.3-2%、钼0-3%,其余为4太和不可避免的杂质。进一步，按重量百分比计，铝6.0%、铬O.3%、铁l.0%、钼0.8%,其余为钛和不可避免的杂质。本发明提供的第三种低成本"+P型钛合金，所述钬合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8%、铬0.3-3°/。、纟失0.3-2°/。、锆0-3%,其余为4太和不可避免的杂质。进一步，按重量百分比计，铝5.2%、铬1.0%、铁l.0%、锆l.0%，其余为钛和不可避免的杂质。本发明提供的第四种低成本0(+P型钛合金，所述钛合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8%、铬0.3-3%、铁0.3-2%、锡0-3%,其余为钛和不可避免的杂质。进一步，按重量百分比计，铝5.2%、铬l.0%、4失1.0%、锡l.0%,其余为钛和不可避免的杂质。所述杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比小于0.4%。本发明钛合金可采用熔铸压力加工法或粉末冶金法等钛合金的一般制备方法生产。控制杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比不超过O.4。所述铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁以铝铁中间合金形式加入，钼以铝钼中间合金的形式加入，锡以铝锡中间合金的形式加入，锆以海绵锆的形式加入，以确保合金成分的准确性和均勻性从而确保合金材料性能的一致性。本发明cc+P型钛合金与Ti-6A1-4V相比，不含贵金属钒，以价格便宜的金属替代钒从而降低了钛合金的制造成本；综合力学性能与Ti-6A1-4V相当，因此本发明钬合金比Ti-6A1-4V合金具有更优越的性价比，市场前景广阔。具体实施方式实施例1采用熔铸压力加工法制造本发明钛合金，具体按合金成分配料，合金的重量百分比组成为铝6.0%，铬l.0%,铁O.8%,其余为钛和不可避免的杂质，其中铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁元素以铝铁中间合金形式加入。将以上合金元素组成电极采用二次真空自耗熔炼成铸锭，熔炼真空度要求低于1Pa。在熔炼过程中，控制碳、氢、氧、氮元素的总重量百分比不超过O.4。铸锭在1000~1200。C进行开坯锻造，然后在900100(TC制成板坯。接着进行热轧，热轧温度在800~IOO(TC之间，热轧板经退火处理后冷轧得到钛合金板材。将制得的钛合金板(厚度为1.2mm)经测试，室温下的力学性能如下表1.1表l.l本发明钬合金室温力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例2采用熔铸压力加工法制造本发明钛合金，具体按合金成分配料，合金的重量百分比组成为铝5.0%,铬l.0°/,铁l.0%,其余为钛和不可避免的杂质，其中铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁元素以铝铁中间合金形式加入。将以上合金元素组成电极釆用二次真空自耗熔炼成铸锭，熔炼真空度要求低于1Pa。在熔炼过程中，控制碳、氢、氧、氛元素的总重量百分比不超过O.4。铸4定在1000~1200。C进行开坯4良造，然后在9001000。C制成板坯。接着进行热轧，热轧温度在800~1OO(TC之间，热轧板经退火处理后冷轧得到钛合金板材。将制得的钛合金板(厚度为1.2mm)经测试，室温下的力学性能如下表2.1表2.1本发明钬合金室温力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例3实施例3基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝6.0°/。，铬O.3%，铁l.M,钼O.8%,其余为钛和不可避免的杂质，钼以铝钼中间合金的形式加入。将制得的钛合金板(厚度为1.2mm)经测试，室温下的力学性能如下表3.1表3.1本发明钬合金室温力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例4实施例4基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝8.0%,铬2.0%，铁0.3%，其余为钛和不可避免的杂质。实施例5实施例5基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝5%，铬l.0%，铁1.0%，钼0.8%其余为钛和不可避免的杂质。实施例6实施例6基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝7.0%，铬O.3%，铁1.0%,其余为钛和不可避免的杂质。实施例7实施例7基本与实施例1相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝5.0%,铬O.7%，寺失O.7%，其余为钛和不可避免的杂质。将制得的钛合金板(厚度为0.8mm)经测试，室温下的力学性能如下表4.1表4.1本发明钬合金室温力学性能取样方向屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)轧向80588531垂直轧向82385329实施例8实施例8基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝8.0%，铬2.0%，铁O.3%，钼0,9%其余为钛和不可避免的杂质。实施例9实施例9基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝5.0%，铬2.0%,铁2.0°/。，钼0.7%其余为钛和不可避免的杂质。实施例10实施例IO基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝7.0%，铬O.3%，铁l.0%，钼0.5%其余为钬和不可避免的杂质。实施例11实施例ll基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝5.0°/，铬O.7%,铁O.7%,钼0.7%其余为4太和不可避免的杂质。将制得的钬合金板(厚度为0.8mm)经测试，室温下的力学性能如下表5.1表5.1本发明钬合金室温力学性能取样方向屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)轧向81890822垂直轧向84588328实施例12实施例12基本与实施例3相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝5.0%，铬1%，铁1%，钼0.7%其余为钛和不可避免的杂质。将制得的钛合金板(厚度为0.8mm)经测试，室温下的力学性能如下表6.1表6.1本发明钬合金室温力学性能取样方向屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)轧向82394224垂直轧向86091827实施例13采用熔铸压力加工法制造本发明钬合金，具体按合金成分配料，合金的重量百分比组成为铝5.2%,铬1.0%，铁1.0%，锡1.0%,其余为钛和不可避免的杂质，其中铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁元素以铝铁中间合金形式加入，锡元素以铝锡中间合金形式加入。将以上合金元素组成电极采用二次真空自耗熔炼成铸锭，熔炼真空度要求低于1Pa。在熔炼过程中，控制碳、氢、氧、氮元素的总重量百分比不超过O.4。铸锭在1000~1200。C进行开坯锻造，然后在900~1000。C制成纟反坯。4妄着进行热轧，热轧温度在800~IOO(TC之间，热轧板经退火处理后冷轧得到钛合金板材。将制得的钬合金板(厚度为0.8mm)经测试，室温下的力学性能如下表1.1表7.1本发明钬合金室温力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例14采用熔铸压力加工法制造本发明钬合金，具体按合金成分配料，合金的重量百分比组成为铝5.2%，铬l.0%,铁l.0°/,锆1.0%其余为钛和不可避免的杂质，其中铬元素以铝铬中间合金形式加入，铁元素以铝铁中间合金形式加入，锆以海绵锆的形式加入。将以上合金元素组成电极采用二次真空自耗熔炼成铸锭，熔炼真空度要求低于1Pa。在熔炼过程中，控制碳、氲、氧、氮元素的总重量百分比不超过0.4。铸锭在1000120(TC进行开坯锻造，然后在900-1000。C制成板坯。接着进行热轧，热轧温度在800100(TC之间，热轧板经退火处理后冷轧得到钛合金板材。将制得的钛合金板(厚度为0.8mm)经测试，室温下的力学性能如下表2.1表8.1本发明钬合金室温力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例15实施例15基本与实施例13相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝6.0%，铬O.3%,铁1.0%,锡O.8%，其余为钛和不可避免的杂质，钼以铝钼中间合金的形式加入。实施例16实施例16基本与实施例14相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝8.0%，铬2.0%,铁O.3%,锆2%,其余为钬和不可避免的杂质。实施例17实施例17基本与实施例13相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝4.5，铬2.0，铁2.0,锡2，其余为钛和不可避免的杂质。实施例18实施例18基本与实施例13相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝7.0，铬O.3,铁l.O，锡1.5其余为钛和不可避免的杂质。实施例19实施例19基本与实施例14相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝8.0,铬2.0,铁O.3，锆1.5其余为钛和不可避免的杂质。实施例20实施例20基本与实施例13相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝5.0，铬2.0，铁2.0,锡1.5其余为钛和不可避免的杂质。实施例21实施例21基本与实施例14相同，所不同之处在于，合金的重量百分比组成为铝7.0,铬O.3,铁l.0，锆O.5其余为钛和不可避免的杂质。比较实施例1-21钛合金与相同厚度的其他合金退火板材在室温下的综合性能，结果见表1.2。表1.2本发明钬合金与其他合金室温性能比较牌号厚度屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)BT5-10.3~10.5930—10OT4-00.3~10.5490~635—20~30SP7000.81073102310Ti-6A卜4V0.8~2870925>10本发明钬合金0.8780~900870~100016~31由表中数据可以看出，本发明钛合金的，室温综合力学性能在很多钛合金之上，而成本较低，具有优良性价比。权利要求1.一种低成本α+β型钛合金，其特征在于，所述钛合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8％、铬0.3-3％、铁0.3-2％，其余为钛和不可避免的杂质。2.按照权利要求1所述的低成本oc+p型钛合金，其特征在于，按重量百分比计，铝6.0%、铬l.0%、铁O.8%,其余为钛和不可避免的杂质。3.—种低成本a+P型钛合金，其特征在于，所述钛合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8°/。、铬0.3-3%、铁0.3-2%、钼0-3%,其余为钬和不可避免的杂质。4.按照权利要求3所述的低成本^+(3型钛合金，其特征在于，按重量百分比计，铝6.0%、铬O.3%、铁1.0%、钼O.8%，其余为钛和不可避免的杂质。5.—种低成本a+P型钛合金，其特征在于，所述钬合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8%、铬0.3_3°/、铁0.3-2%、锆0-3%，其余为钛和不可避免的杂质。6.按照权利要求5所述的低成本0[+P型钛合金，其特征在于，按重量百分比计，铝5.2%、铬1.0%、铁1.0%、锆1.0%，其余为钛和不可避免的杂质。7.—种低成本cc+P型钛合金，其特征在于，所述钛合金由以下重量百分比组分组成铝4.5-8%、铬0.3-3%、铁0.3-2%、锡0-3%，其余为钛和不可避免的杂质。8.按照权利要求7所述的低成本oc+P型钛合金，其特征在于，所述钬合金由以下重量百分比组分组成铝5.2%、铬1.0%、铁l.0%、锡l.0%,其余为钛和不可避免的杂质。9.按照权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的a+(3型钛合金，其特征在于所述杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比小于0.4%。全文摘要本发明公开了一种低成本α+β型钛合金，所述钛合金按重量百分比计由铝4.5-8％、铬0.3-3％、铁0.3-2％，其余为钛和不可避免的杂质组成。其中还可含有钼0-3％、锡0-3％或锆0-3％。本发明的α+β型钛合金组成元素成本较低而综合力学性能与Ti-6Al-4V相当，从而在降低钛合金制造成本的同时提高了性价比，其市场前景广阔。文档编号C22C14/00GK101403058SQ200810226729公开日2009年4月8日申请日期2008年11月21日优先权日2008年11月21日发明者萍蔡申请人:北京正安广泰新材料科技有限公司