[0050] 退火：加热到780°C~850°C左右，然后保温60~90min，然后空冷。
[0051] 车光：车去棒材表面的氧化皮。
[0052]由于钛合金价钱较贵，现很多公司都在研发价钱低廉的钛合金，为满足列车零件 的力学性能，本发明开发出新的价格低廉的钛合金。首先，钛合金中的化学成分影响着钛合 金的成本，在本发明的钛合金中在保证强度的同时，降低了贵重元素V的含量，增加的Fe、0 低价元素。
[0053] 例如，常见的TC4合金，其A1的含量在5. 5~6. 75%之间，V的含量在3. 5~4. 5% 之间，Fe作为杂质元素。本发明钛合金中A1含量为3. 8~4. 8%，V含量为2. 0~3. 2%， 而V的价钱在16万/吨左右，这样，在合金成分这方面每吨省去约2400元左右，且Fe作为 主要成分元素，再适当增加其他元素的含量。
[0054] A1是钛合金中除Ti以外的主要元素，A1在本发明的钛合金中作为a稳定元素， 通过形成置换固溶体产生固溶强化。并且，加入适量的铝元素可以提高钛合金室温和高温 强度以及热强性。但是，若铝含量超过7%，易形成脆性相，故在本发明的钛合金设计中，铝 添加量在3. 8~4.8/%。V是同晶型0稳定兀素，与钦具有相同的晶格结构和相近的原子 半径，降低0转变温度，在0相中无限固溶，扩大0相区，增大0相稳定性的元素。在众 多同晶型0稳定元素中，V的强化作用最明显，可提高室温和高温的强度，增加淬透性，并 提高含铬和铁合金的热稳定性。Fe为共析型0稳定元素，降低0转变温度，扩大0相区， 且会引起共析转变的元素，Fe与钛共析反应温度较低，转变速度极慢。铁是最强的0稳定 元素之一，但对热稳定性不好，熔炼时易产生偏析，因而应用的较少。但在保证强度的同时， 本发明的钛合金添加少量的Fe，增加其强度。Fe含量为0. 5~1. 4%。添加Ti02，也增加其 强度。〇的含量为0.4%左右。其抗拉强度彡950MPa，屈服强度彡930MPa，伸长率彡14%， 断面收缩率彡52%，硬度为HRC32。
[0055] 若将钛合金应用于列车中，其价格还会有大幅度的下降。目前，由于钛合金主要应 用于航空航天、化工等特殊行业，尽管近年来，在民用中得到应用，但其用量仍比较少，故钛 合金价钱仍被认为价钱较高，没有在列车行业有所应用。中国人口众多，地理面积较大，未 来列车行业会快速发展，以满足人们的出行需要。据不完全统计，铁路客车，年需求量维持 在4000~6000辆左右；动车组，年需求量维持在300~400辆左右；不仅国内铁路行业需 求巨大，国外向我国进口的机车也很多，据新闻报道，去年3月17日，中国南车集团与中国 北车集团与南非签订了近590台机车。由此可见，当将钛合金应用于铁路行业，其用量之多 可想而知，随着其用量的增加，钛合金的价钱必然会下降，未来钛合金在列车中的应用会越 来越多。
[0056] 上述钛合金可用于生产本发明的所有零件，以下技术方案为本发明钛合金在列车 中的具体应用，参见附图1-6。
[0057] 所述钛合金的第一传动销，其结构要点是：由三个部分组成，包括销头左部、销中 间连接部和销头右部；销头左部的尺寸为?54X55mm，采用过盈配合与车轮连接，销头左 部内置一个M24的螺纹孔，通过螺栓连接，进一步紧固零件；销中间连接部的外表面包括圆 柱面和锥面，锥面位于销头右部一侧，圆柱面的销中间连接部的尺寸为〇80 X 18. 5_，锥面 的销中间连接部的长度为40_ ;销头右部的尺寸为〇53X64mm，采用小间隙配合与连杆连 接。
[0058] 采用本发明钛合金的第一传动销的销头左部利用过盈配合连接车轮，通过其螺纹 孔与螺栓连接，进一步紧固零件；销中间连接部位起固定过渡作用；销头右部采用小间隙 配合与连杆连接，与连杆关节配合起固定作用。在保证强度的前提下，采用本发明钛合金及 结构的传动销，相对应的重量由原有的4. 68kg降低到2. 34kg，即节约了能源。
[0059] 所述钛合金的第二传动销，其结构要点是：起连接和紧固作用。右端与连杆小间隙 配合，并通过三个M10的螺栓连接，进一步紧固零件。在保证强度的前提下，采用本发明钛 合金及结构的传动销，相对应的重量由1. 7kg降低到0. 95kg，即节约了能源。
[0060] 所述钛合金的第一连杆，其结构要点是：所述的第一连杆为叉状连杆，连杆一端 相对地设置有两个第一定位孔，连杆的另一端上设置有一个第二定位孔，两个第一定位孔 053与第二定位孔〇 100和中心距为175. 4_，第一定位孔通过连杆盘，用第二传动销固 定，与第二传动销的轴是小间隙配合，第二定位孔与连杆关节的轴采用过渡配合；且第一定 位孔外端的长度为30mm，相应的重量从3. 9kg降低到2. 4kg，节约了能源。
[0061]所述的钛合金的第二连杆，其结构要点是：所述的第二连杆两端设置有两个定位 孔053,所述的定位孔能够与第二传动销小间隙配合；两定位孔的中心距为180_，（中心 距的要求使第二传动销能同第二连杆配合），所述第二连杆厚度的15mm，宽度为50mm ;在保 证强度的前提下，使重量由原有钢件的1. 7kg降低到0. 9kg，即节约了能源。
[0062]所述的钛合金的电机吊杆，其结构要点是：所述电机吊杆的两端设置有定位孔，定 位孔与转向架零件采用过盈配合；在电机吊杆的杆体两侧还分别设置两个矩形减轻槽，槽 宽度50mm，槽长度85mm，槽深度28. 5mm ;以及为了降低应力集中，槽底部四边分别倒R18、 RIO、R15的圆角。在保证强度的前提下，该电机吊杆的重量为11. 25kg，比原钢件降低了 8. 55kg，即节约了能源。
[0063] 所述的钛合金的拉杆体，其结构要点是：所述拉杆体的两端设置有定位孔，定位孔 与转向架、轴箱采用过盈配合；在拉杆体的两侧分别设置有矩形减轻槽，槽宽度60_，槽长 度340臟，槽深度10mm。在保证强度的前提下，该拉杆体的重量为8. 75kg，比原钢件降低了 6. 46kg，即节约了能源。
[0064] 所述的钛合金的紧固件与8. 8级、9. 8级紧固件性能对比如下：
[0065]
[0066] 钛合金螺栓具有很好的高低温性能，可在_253°C到400°C都具有良好的力学性 能，且具有极强的耐蚀性。
[0067] 以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描 述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换， 以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种钛合金，其特征在： 钛合金按重量百分比包括如下成分：A1为3. 8-4. 8 %、V为2. 0-3. 2 %、Fe为 0? 7-1. 7%、0 为 0? 2-0. 3%，余量为 Ti。2. 根据权利要求1所述的一种钛合金，其特征在： 钛合金按重量百分比包括如下成分：A1为4-4. 8%、V为2. 0-3. 2%、Fe为0. 7-1. 7%、 O 为 0.2-0. 3%，余量为 Ti。3. 根据权利要求1所述的一种钛合金，其特征在： 钛合金按重量百分比包括如下成分：A1 4%、V 3.1 %、Fe 1.4%、0 0.3%，Ti 91.2%。4. 根据权利要求1所述的一种钛合金，其特征在： 钛合金按重量百分比包括如下成分：A1 4. 5%、V 2.1%、Fe 0.9%、O 0.3%，Ti 92. 2%〇5. 根据权利要求1所述的一种钛合金，其特征在： 钛合金按重量百分比包括如下成分：A1 4. 8%、V 2.6%、Fe 1 %、0 0.3%，Ti 91.3%。6. -种钛合金的制备方法，其特征在于： 制备方法的加工步骤如下： 步骤1)钛合金锭在相变点以上100~150 °C温度范围内进行加热，终锻温度为 900°C ±20°C，进行开坯锻造，每次的压下量在10~25mm之间； 步骤2)在相变点±20 °C左右的温度范围内加热，进行镦拔锻造，终锻温度在 850°C ±20°C，压下量不超过长度的30% ; 步骤3)在相变点以下30~50 C加热，进彳丁成品锻造，变形量控制在60 %左右，成品锻 造后进行热处理。 步骤4)热处理制度为真空退火，退火温度在相变点内150°C左右，保温60~90min分 钟，空冷。7. -种钛合金的应用，其特征在于： 在轨道交通领域中的应用，制造列车或动车转向架的传动销、连杆、电机吊杆及拉杆 体、紧固件。8. 根据权利要求7所述的一种钛合金的应用，其特征在于： 钛合金的第一传动销，由三个部分组成，包括销头左部、销中间连接部和销头右部；采 用过盈配合与车轮连接，进一步紧固零件；销中间连接部的外表面包括圆柱面和锥面，锥面 位于销头右部一侧，采用小间隙配合与连杆连接； 所述钛合金的第二传动销，起连接和紧固作用。右端与连杆小间隙配合，并通过三个 MlO的螺栓连接，进一步紧固零件。9. 所述权利要求求7所述的一种钛合金的应用，其特征在于： 钛合金的第一连杆，其特征在于：所述的第一连杆为叉状连杆，连杆一端相对地设置有 两个第一定位孔，连杆的另一端上设置有一个第二定位孔，两个第一定位孔(653与第二定 位孔? 100和中心距为175. 4mm ; 钛合金的第二连杆，其特征在于：所述的第二连杆两端设置有两个定位孔(653，所述 的定位孔能够与第二传动销小间隙配合；两定位孔的中心距为180_。10. 所述权利要求求7所述的一种钛合金的应用，其特征在于： 钛合金的电机吊杆，其特征在于：所述电机吊杆的两端设置有定位孔，定位孔与转向架 零件采用过盈配合；在电机吊杆的杆体两侧还分别设置两个矩形减轻槽； 钛合金的拉杆体，其特征在于：所述拉杆体的两端设置有定位孔，定位孔与转向架、轴 箱采用过盈配合；在拉杆体的两侧分别设置有矩形减轻槽。
【专利摘要】本发明公开的钛合金按重量百分比包括如下成分：Al为3.8-4.8％、V为2.0-3.2％、Fe为0.7-1.7％、O为0.2-0.3％，余量为Ti。加工步骤如下：步骤1)钛合金锭在相变点以上100～150℃温度范围内进行加热，终锻温度为900℃±20℃，进行开坯锻造，每次的压下量在10～25mm之间；步骤2)在相变点±20℃左右的温度范围内加热，进行镦拔锻造，终锻温度在850℃±20℃，压下量不超过长度的30％；步骤3)在相变点以下30～50℃加热，进行成品锻造，变形量控制在60％左右，成品锻造后进行热处理。步骤4)热处理制度为真空退火，退火温度在相变点内150℃左右，保温60～90min分钟，空冷。制造列车或动车转向架的传动销、连杆、电机吊杆及拉杆体、紧固件。本发明具有减重及耐蚀的效果。
【IPC分类】C22C14/00, C22C1/02
【公开号】CN105063426
【申请号】CN201510582052
【发明人】徐俊阳, 周杰, 王永伟, 高岭昕
【申请人】沈阳泰恒通用技术有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月14日