本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种耐高温氧化钛合金及其制备方法。
背景技术
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
钛合金具有许多优异的特性，首先，钛合金的强度一般都较高，但是，钛合金的密度小，故强度比其他合金都高，这正是钛合金应用于航空工业的主要原因。其次，钛合金的热强度高，目前，钛合金可以在500℃下长期工作。再次，钛合金的抗腐蚀性强，抗氧化性能优于一般奥氏体不锈钢。
现有技术中，钛合金及其制备方法得到了广泛的报道，例如，申请号为cn201410018652.8的中国专利文献报道了一种高强度钛合金及其制备方法，按照重量百分比含量含有：nb：21～24.5％，zr：6.8～8.2％，sn：8～9.6％，o：0.01～0.15％，re：1.58～2.6％，al：2.1～2.8％，c：1.2～1.8％，余量为ti；通过特定制备方法得到特定的微观结构，使得其具有抗拉强度1010～1050mpa，弹性模量为67～82gpa，伸长率为11～19％，断面收缩率为38～58％的较好性能。申请号为201510526231.0的中国专利文献报道了一种医用钛合金及其制备方法。申请号为201010141057.5的中国专利文献报道了一种钛合金及其制备方法，β钛合金的组成及其按质量百分比的含量为铁0.5％～2.5％、铝1.5％～3.5％、铬2％～4％、铌6％～11％，余量为钛。将海绵态的钛熔炼，再将熔炼后的钛与铁、铝、铬、铌进行熔炼，得β钛合金锭材；再均匀化热处理后随炉冷却，热轧成片状合金材料，切成试样，固溶处理后冰水淬火，再进行时效处理，即得β钛合金。但是，上述报道的钛合金的耐高温氧化性能有待于进一步提高。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题在于提供一种耐高温氧化钛合金及其制备方法，其高温下抗氧化性能良好。
有鉴于此，本发明提供了一种耐高温氧化钛合金，包括以下重量比的成分：al2-3％，nb4-10％，si1.2-3.6％，co2.7-5.5％，zr4-10％，li0.8-2.2％，ni0.5-2.3％，w0.2-0.9％，eu0.1-0.6％，tb0.1-0.6％，sm0.1-0.6％，nd0.1-0.6％，dy0.1-0.8％，余量为ti。
优选的，al2.5-3％。
优选的，nb5-8％。
优选的，co3-5％。
优选的，li1-2％。
优选的，w0.4-0.6％。
优选的，tb0.1-0.4％。
优选的，dy0.1-0.4％。
相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的耐高温氧化钛合金的制备方法，包括：将原料按照上述重量比进行配料，然后在真空熔炼炉中熔炼，冷却后得到耐高温氧化钛合金。
本发明提供一种耐高温氧化钛合金及其制备方法，包括以下重量比的成分：al2-3％，nb4-10％，si1.2-3.6％，co2.7-5.5％，zr4-10％，li0.8-2.2％，ni0.5-2.3％，w0.2-0.9％，eu0.1-0.6％，tb0.1-0.6％，sm0.1-0.6％，nd0.1-0.6％，dy0.1-0.8％，余量为ti。与现有技术相比，本发明将al、nb、si、co、zr、li、ni、w、eu、tb、sm、nd、dy等元素联合使用，各个元素之间相互作用，提高了钛合金的耐高温氧化性能，得到了具有良好的力学性能和耐高温氧化性能的镁合金。实验结果表明，本发明制备的钛合金具有力学性能优良、耐高温氧化的特点。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种耐高温氧化钛合金，包括以下重量比的成分：al2-3％，nb4-10％，si1.2-3.6％，co2.7-5.5％，zr4-10％，li0.8-2.2％，ni0.5-2.3％，w0.2-0.9％，eu0.1-0.6％，tb0.1-0.6％，sm0.1-0.6％，nd0.1-0.6％，dy0.1-0.8％，余量为ti。
本发明中添加al，其与ti形成钛铝化合物，具有高温强度、高温抗氧化性能、抗蠕变性能以及低密度的特点。
si元素对于钛合金的蠕变强化作用已经得到了共识，大大提高合金的高温蠕变性能，并能够提高合金的强度。
本发明中添加zr、nb，其不但具有强化固溶的效果，而且使钛合金具有较高的塑性。
本发明的钛合金还添加了稀土元素tb、sm、nd、dy，其细化了原始晶粒，阻碍晶粒的长大，因而对合金的拉伸塑性有所提高，，并且，稀土元素改变了合金中的错位组态，增加了位错运动的阻力，对蠕变性能有所提高，而蠕变性能是高温钛合金的重要性能。
作为优选方案，al优选为2.5-3％。nb优选为5-8％，co优选为3-5％，li优选为1-2％，w优选为0.4-0.6％，eu优选为0.1-0.4％，tb优选为0.1-0.4％，dy优选为0.1-0.4％。
相应的，本发明还提供一种耐高温氧化钛合金的制备方法，包括：将原料按照上述重量比进行配料，然后在真空熔炼炉中熔炼，冷却后得到耐高温氧化钛合金。
从以上方案可以看出，本发明提供一种耐高温氧化钛合金及其制备方法，包括以下重量比的成分：al2-3％，nb4-10％，si1.2-3.6％，co2.7-5.5％，zr4-10％，li0.8-2.2％，ni0.5-2.3％，w0.2-0.9％，eu0.1-0.6％，tb0.1-0.6％，sm0.1-0.6％，nd0.1-0.6％，dy0.1-0.8％，余量为ti。与现有技术相比，本发明将al、nb、si、co、zr、li、ni、w、eu、tb、sm、nd、dy等元素联合使用，各个元素之间相互作用，提高了钛合金的耐高温氧化性能，得到了具有良好的力学性能和耐高温氧化性能的镁合金。实验结果表明，本发明制备的钛合金具有力学性能优良、耐高温氧化的特点。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料均为市购。
实施例1
本实施例中，耐高温氧化钛合金的组成成分和质量百分比为：
al2.5％，nb4.5％，si2％，co3.2％，zr5％，li2.1％，ni1％，w0.6％，eu0.4％，tb0.4％，sm0.5％，nd0.2％，dy0.2％，余量为ti。
本实施例提供的钛合金材料，首先将原料按照上述质量百分比进行配料，然后在真空熔炼炉中制备而成。本发明提供的钛合金材料还可以按照其他方法制备，并不限于真空熔炼法。
对本实施例制备的钛合金的性能进行检测，其维氏硬度为225，室温下抗拉强度为612mpa，室温下屈服强度为520mpa，拉伸延伸率为30％。将本实施例制备的钛合金在950℃空气环境中保温100h，其热具有良好的力学性能，质量无明显变化。
实施例2
本实施例中，耐高温氧化钛合金的组成成分和质量百分比为：
al2％，nb10％，si1.2％，co5.5％，zr4％，li2.2％，ni0.5％，w0.9％，eu0.1％，tb0.6％，sm0.1％，nd0.6％，dy0.1％，余量为ti。
本实施例提供的钛合金材料，首先将原料按照上述质量百分比进行配料，然后在真空熔炼炉中制备而成。本发明提供的钛合金材料还可以按照其他方法制备，并不限于真空熔炼法。
对本实施例制备的钛合金的性能进行检测，其维氏硬度为222，室温下抗拉强度为615mpa，室温下屈服强度为524mpa，拉伸延伸率为31％。将本实施例制备的钛合金在950℃空气环境中保温100h，其热具有良好的力学性能，质量无明显变化。
实施例3
本实施例中，耐高温氧化钛合金的组成成分和质量百分比为：
al3％，nb4％，si3.6％，co2.7％，zr10％，li0.8％，ni2.3％，w0.2％，eu0.6％，tb0.1％，sm0.6％，nd0.1％，dy0.8％，余量为ti。
本实施例提供的钛合金材料，首先将原料按照上述质量百分比进行配料，然后在真空熔炼炉中制备而成。本发明提供的钛合金材料还可以按照其他方法制备，并不限于真空熔炼法。
对本实施例制备的钛合金的性能进行检测，其维氏硬度为228，室温下抗拉强度为616mpa，室温下屈服强度为521mpa，拉伸延伸率为31％。将本实施例制备的钛合金在950℃空气环境中保温100h，其热具有良好的力学性能，质量无明显变化。
实施例4
本实施例中，耐高温氧化钛合金的组成成分和质量百分比为：
al2.4％，nb6％，si3％，co4％，zr8％，li1.5％，ni2％，w0.6％，eu0.3％，tb0.3％，sm0.3％，nd0.3％，dy0.3％，余量为ti。
本实施例提供的钛合金材料，首先将原料按照上述质量百分比进行配料，然后在真空熔炼炉中制备而成。本发明提供的钛合金材料还可以按照其他方法制备，并不限于真空熔炼法。
对本实施例制备的钛合金的性能进行检测，其维氏硬度为227，室温下抗拉强度为611mpa，室温下屈服强度为526mpa，拉伸延伸率为32％。将本实施例制备的钛合金在950℃空气环境中保温100h，其热具有良好的力学性能，质量无明显变化。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。