专利名称：一种可调节性能的低成本钛合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钛合金，特别是一种采用廉价合金化元素取代贵重元素的低成本钛合金。
背景技术：
目前工业钛合金中合金化元素多数使用钒、钼、铌、锆、锡、钽等贵重元素，使钛合金的制造成本和使用成本居高不下，影响了钛合金的推广应用。为此，人们开始探索降低钛合金制作成本和使用成本的方法，其途径有通过改进原材料-海绵钛的生产方式来降低原材料成本、采用廉价合金化元素、简化钛合金的加工工艺、优化钛制品的加工技术等各种方法。其中在采用廉价合金化元素方面近期有中国西北有色金属研究院开发的Ti-SP合金、Ti12LC和Ti8LC合金以及美国的Timet公司开发的Timetal LCB合金。这些合金都希望取代Ti-6Al-4V，它们共同的合金化特点是采用了相对于Al-V合金廉价的Mo-Fe合金作中间合金达到降低成本的目的。然而，钼仍然是贵重元素，因此成本降低有限，只有采用铁、铝、硅、铬、氮、碳、硼等资源丰富的廉价元素才能达到大幅度降低钛合金成本。为此，许多生产厂家及有识之士进行了反复的研究，但至今尚未有较好的办法来解决上述问题。
发明内容
为克服现有钛合金存在的上述弊病，本发明所要解决的问题是提供一种以廉价合金化元素取代贵重元素通过合金组份的微调得到不同力学性能的低成本钛合金。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，在钛中加入Al、Fe、Cr、Ni、S、B、C、Mo等八种元素，其重量百分数组成按以下公式描述X+Y+Z+Ti＝100％，其中X＝Al≤6％，Y＝[(0.3≤Fe≤5％)+(0.1≤Cr≤2％)]≤7％，Z＝[Ni≤0.5％)+(S≤1％)+(B≤0.5％)+(Mo≤0.8％)+(C≤0.5％)]≤3％，以及不可避免的杂质元素，按上述公式配制好的合金料经充分混合后，压制成自耗电极，在真空电弧炉中二次熔炼制成。
本发明所述公式中的X、Y、Z各参数任意固定一个参数改变另两个参数能调配出所需钛合金的力学性能，σb可以在350Mpa～1250Mpa内调节，δ可以在5％～30％内调节，ψ可以在10％～55％内调节。
采用上述提供的技术方案后，通过以廉价合金化元素取代贵重元素，并按上述所述的要求对合金组份进行调配，不仅生产成本可大幅度下降，而且可以得到不同力学性能要求的钛合金，使钛合金的应用领域更加广阔。
具体实施例方式
下面结合具体实施方案对本发明一种可调节性能的低成本钛合金进行简述，在钛中加入Al、Fe、Cr、Ni、S、B、C、Mo等八种元素，合金的重量百分数组成按以下公式描述X+Y+Z+Ti＝100％，其中X＝Al≤6％， Y＝[(0.3≤Fe≤5％)+(0.1≤Cr≤2％)]≤7％，Z＝[(Ni≤0.5％)+(S≤1％)+(B≤0.5％)+(Mo≤0.8％)+(C≤0.5％)]≤3％，以及不可避免的杂质元素。按上述公式配制好的合金料经充分混合后，压制成自耗电极，在真空电弧炉中二次熔炼成铸锭，可以加工成棒材、板材、管材、带材、线材等各种规格品种的钛合金产品。
本发明在上述公式中固定X和Y含量，在给定的数值内改变Z的含量，可以调节合金成品的力学性能或者通过固定Y和Z改变X的含量，或固定X和Z改变Y的含量，也可以调节合金成品的力学性能。根据对性能的要求，σb可以在350Mpa～1250Mpa内调节，δ可以在5％～30％以内调节，ψ可以在10％～55％以内调节。
根据本发明的描述，推荐以下实施例实施例汇总表
权利要求
1.一种可调节性能的低成本钛合金，其特征是在钛中加入Al、Fe、Cr、Ni、S、B、C、Mo等八种元素，其重量百分数组成按以下公式描述X+Y+Z+Ti＝100％，其中X＝Al≤6％，Y＝[(0.3≤Fe≤5％)+(0.1≤Cr≤2％)]≤7％，Z＝[(Ni≤0.5％)+(S≤1％)+(B≤0.5％)+(Mo≤0.8％)+(C≤0.5％)]≤3％，以及不可避免的杂质元素，按上述公式配制好的合金料经混合后，压制成自耗电极，在真空电弧炉中二次熔炼制成。
2.根据权利要求1所述的一种可调节性能的低成本钛合金，其特征是所述公式中的X、Y、Z各参数任意固定一个参数改变另两个参数能调配出所需钛合金的力学性能，σb可以在350Mpa～1250Mpa内调节，δ可以在5％～30％内调节， 可以在10％～55％内调节。
全文摘要
本发明提供了一种可调节性能的低成本钛合金，在钛中加入Al、Fe、Cr、Ni、S、B、C、Mo等八种元素，其重量百分数组成按以下公式描述X+Y+Z+Ti＝100％，其中X＝Al≤6％，Y＝[(0.3≤Fe≤5％)+(0.1≤Cr≤2％)]≤7％，Z＝[(Ni≤0.5％)+(S≤1％)+(B≤0.5％)+(Mo≤0.8％)+(C≤0.5％)]≤3％，按上述配制好的合金料经混合后压制成自耗电极，在真空电弧炉中二次熔炼制成；X、Y、Z参数任意固定一个改变另两个能调配出所需钛合金的力学性能，σb可以在350Mpa～1250Mpa内调节，δ可以在5％～30％内调节，ψ可以在10％～55％内调节。这样不仅成本可大幅度下降，而且可以得到不同力学性能的钛合金，使钛合金的应用领域更加广阔。
文档编号C22C1/02GK1962913SQ20061015469
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月14日 优先权日2006年11月14日
发明者方平伟, 胡明晶, 陈锦超 申请人:永康市民泰钛业科技有限公司