一种tc11钛合金及其性能优化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钛合金，特别涉及一种TC11钛合金及其性能优化工艺。
【背景技术】
[0002]钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨，钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是T1-6Al-4V(TC4)，T1-5Al-2.5Sn (TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
[0003]钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
[0004]钛合金零部件尽管具有如此优越的性能，但距钛及其合金普遍应用在汽车工业中还有很大的距离，原因包括价格昂贵、成形性不好及焊接性能差等问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:提供一种TC11钛合金及其性能优化工艺，以获得性能优异的钛合金。
[0006]本发明的技术方案是:一种TC11钛合金，其原料组分重量百分比为:A1:4.4-5.7%, Mo:4.4-5.7%, V:4.4-5.7%, Cr:0.5-1.5%, Fe:0.5-1.5%, C〈0.1%, Zr:<0.3%,Si<0.15%, 0<0.18%, N<0.05%, H<0.015%,其余为 Ti。
[0007]将原料按照常规方法合成TC11合金，然后将该合金与700-95(TC下保温lh，后将给合金水冷、空冷或者在炉内降温至350°C以下即可。
[0008]保温温度为:900°C，冷却方式为:在炉内降温至350°C以下。
[0009]本发明的有益效果:TC11钛合金的微观组织、相组成和相结构随冷却速度及加热温度不同，基体中会出现不同比例、尺寸和形态的球状α相和片状α相，冷却过程中还可能出现更加细小的次生α相及粗大的β转变组织。β基体也会发生不同程度的回复、再结晶，高温淬火(850°C以上)还可能出现淬火ω相。α相形状、数量及尺寸等方面的变化是影响合金强度和塑性的关键因素。因此，只要合理的选择TC11钛合金的热处理相变工艺，即可获得较佳的金相组织和良好的综合机械性能。
【附图说明】
[0010]图1为炉冷条件下TC11钛合金拉伸性能一加热温度曲线。
【具体实施方式】
[0011]一种TC11钛合金，其原料组分重量百分比为:A1:4.4-5.7%，Mo:4.4-5.7%，V:
4.4-5.7%, Cr:0.5-1.5%, Fe:0.5-1.5%, C〈0.1%, Zr:<0.3%, Si〈0.15%, 0〈0.18%, Ν〈0.05%,H〈0.015%,其余为Ti，将原料按照常规方法合成TCI 1合金，然后将该合金与700-95(TC下保温lh，后将给合金水冷、空冷或者在炉内降温至350°C以下即可。保温温度为:900°C，冷却方式为:在炉内降温至350°C以下。
[0012]拉伸试验研究结果表明，水冷条件下TC11钛合金的抗拉强度随加热温度升高呈明显的下降趋势，根据σ b下降速度快慢大致可分为三个阶段:700?800°C温度区间下降最快，从llOOMPa迅速下降到900MPa左右；800°C?850°C区间σ b稳定在900MPa左右；σ b最低值出现在950°C，为830MPa左右。空冷条件下TC11钛合金抗拉强度随加热温度的变化规律与水冷条件下基本一致，σ b最低值出现在950°C，为800MPa左右。炉冷条件下TC11钛合金抗拉强度随加热温度升高呈先降后升的趋势。700°C退火时由于热应力消除不完全，合金抗拉强度高达1200MPa左右；700°C?800°C温度区间，σ b逐渐降低，在800°C达到最低值970MPa ;在8001:?1000°C温度区间退火时，合金强度又逐渐升高，900°C以上退火σ b保持在llOOMPa以上。
[0013]TC11钛合金的微观组织、相组成和相结构分析表明，随冷却速度及加热温度不同，基体中会出现不同比例、尺寸和形态的球状α相和片状α相，冷却过程中还可能出现更加细小的次生α相及粗大的β转变组织。β基体也会发生不同程度的回复、再结晶，高温淬火(850°C以上)还可能出现淬火ω相。α相形状、数量及尺寸等方面的变化是影响合金强度和塑性的关键因素。
【主权项】
1.一种TC11钛合金，其特征在于:其原料组分重量百分比为:A1:4.4-5.7%，Mo:4.4-5.7%, V:4.4-5.7%, Cr:0.5-1.5%, Fe:0.5-1.5%, C〈0.1%, Zr:<0.3%, Si〈0.15%, 0〈0.18%，N〈0.05%, H〈0.015%,其余为 Tic2.如权利要求1所述的一种TC11钛合金的性能优化工艺，其特征在于:将原料按照常规方法合成TC11合金，然后将该合金与700-95(TC下保温lh，后将给合金水冷、空冷或者在炉内降温至350°C以下即可。3.根据权利要求2所述的一种一种TC11钛合金的性能优化工艺，其特征在于:保温温度为:900°C，冷却方式为:在炉内降温至350°C以下。
【专利摘要】本发明公开了一种TC11钛合金，其特征在于：其原料组分重量百分比为：Al：4.4-5.7%，Mo：4.4-5.7%，V：4.4-5.7%，Cr：0.5-1.5%，Fe：0.5-1.5%，C<0.1%,Zr:<0.3%,Si<0.15%,O<0.18%,N<0.05%,H<0.015%,其余为Ti。将原料按照常规方法合成TC11合金，然后将该合金与700-950℃下保温1h，后将给合金水冷、空冷或者在炉内降温至350℃以下即可。
【IPC分类】C22F1/18, C22C14/00
【公开号】CN105296799
【申请号】CN201410288057
【发明人】周萌
【申请人】周萌
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月25日