专利名称：一种用于钛合金制备的五元素中间合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种合金，尤其涉及一种用于制备钛合金的中间合金。
背景技术：
随着科技的发展，钛合金在各个エ业生产领域内的需求越来越大，例如航空エ业。为了满足航空エ业对结构材料的减重、防腐、耐久和低成本要求，航空エ业所使用的钛合金趋向于高強度、高韧性、高淬透性，随之钛合金的组成元素也趋于向多元化、高含量发展。由于钛合金的主要合金元素一般都含有Mo、V、Cr、Nb等高熔点元素，如果这些元素以金属单质的形式加入，因其熔点高低不同，熔炼时电极块中各原料的融化速率也会不同，易导致电极掉块，熔炼电流难以控制，影响熔炼过程的稳定。另外，目前钛合金主要使用 真空自耗方式熔炼铸锭，由于熔池尺寸的局限，很难做到将Mo、V、Cr、Nb等高熔点高密度元素在有限的熔池内进行充分的融化、搅拌以保证铸锭成分均匀，而合金中的上述各元素不能实现均匀化将会导致钛合金中出现如图I所示的高密度夹杂，还会出现如图2所示的“ β斑”缺陷。为了降低Mo、V、Cr、Nb等高熔点元素在熔炼过程中融化不充分带来的隐患，钛合金的铸锭生产一般采用50Al-50Mo、50Al-50V、35Al-65Nb等ニ元中间合金的方式加入合金元素。但对于多元素高含量的钛合金而言，要想满足其元素配比要求，Al-Mo, Al-V、Al-Nb等ニ元中间合金中，高熔点高密度元素的含量要有明显提高。由相图基础知识可知，这将明显增加Al-Mo、Al-V、Al-Nb等ニ元中间合金的熔点和成分不均匀性，例如Al-Mo相图显示15A1-85MO ニ元合金的熔点(2480°C )仅比纯Mo的熔点(2610°C )低130°C，因此在熔炼多元素高含量钛合金过程中使用ニ元中间合金将重新加大高熔点高密度元素融化不充分的隐患，降低其使用效果。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种用于钛合金制备的五元素中间合金，该五元素中间合金用于制备多元素高含量钛合金，其能够使得多元素高含量钛合金的制备过程实现合金化均匀，此外还能够降低多元素高含量钛合金的制备成本。根据上述发明目的，本发明提供了ー种用于钛合金制备的五元素中间合金，其各化学元素的质量百分配比为Mo :23-33%,V :23-33%,Cr :12-22%,Fe 1. 5-2. 5%,余量为Al和其他不可避免的杂质。所述用于钛合金制备的五元素中间合金为颗粒状，粒度为O. 25 6mm。由金属学原理可知，当两种或两种以上金属元素形成合金时，主要会发生共晶、匀晶和包晶反应。对于共晶反应而言该合金的熔点将低于形成该合金的各组元单质元素的熔点。对于匀晶和包晶反应而言该合金的熔点将介于形成该合金的组元单质元素的熔点之间。根据这ー原理，本发明所述的技术方案将Al、Mo、V、Cr、Fe元素按照一定比例融合反应，得到ー种熔点介于660°C (Al的熔点)至2610°C (Mo的熔点)之间的五元素中间合金。本发明所述的五元素中间合金在用于制备多元素高含量钛合金吋，由于该五元素中间合金的熔点约为1800°C，大大低于金属单质的熔点，因此在钛合金熔炼过程中避免了由于金属单质熔点不一致导致的熔炼电流不稳定的现象，提高了熔炼过程的稳定性并有效地降低了高熔点元素Mo、V、Cr形成高密度夹杂偏析缺陷的概率，从而保证了钛合金铸锭和钛材的成分均匀性。此外本技术方案采用ー种中间合金即可达到多种中间合金配合才能制备出多元素高含量钛合金的目的，从而提高了生产效率并降低了生产成本。
图I显示了钛合金中的高密度夹杂缺陷。
图2显示了钛合金中的β斑缺陷。图3显示了采用本发明实施例I中的五元素中间合金制备的钛合金的显微组织。图4显示了采用本发明实施例2中的五元素中间合金制备的钛合金的显微组织。图5显示了采用本发明实施例3中的五元素中间合金制备的钛合金的显微组织。图6显示了采用本发明实施例4中的五元素中间合金制备的钛合金的显微组织。图7显示了采用本发明实施例5中的五元素中间合金制备的钛合金的显微组织。图8显示了采用本发明实施例6中的五元素中间合金制备的钛合金的显微组织。
具体实施例方式表I列出了本技术方案的实施例1-3中各化学元素的配比。表I. (wt 余量为杂质)
权利要求
1.一种用于钛合金制备的五元素中间合金，其特征在于，其各化学元素的质量百分配比为Mo :23-33%,V :23-33%,Cr :12-22%,Fe 1. 5-2. 5%, 余量为Al和其他不可避免的杂质。
2.如权利要求I所述的用于钛合金制备的五元素中间合金，其特征在于，其为颗粒状，粒度为O. 25 6mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于钛合金制备的五元素中间合金，其各化学元素的质量百分配比为Mo23-33％，V23-33％，Cr12-22％，Fe1.5-2.5％，余量为Al和其他不可避免的杂质。采用本发明所述的五元素中间合金制备多元素高含量钛合金时，能够实现合金化均匀且制造成本低。
文档编号C22C1/03GK102828057SQ20111015793
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者徐锋, 杨昭, 王宁, 闵新华, 计波 申请人:宝山钢铁股份有限公司