本发明涉及钛合金材料领域，具体涉及一种具有冷热抗疲劳性能的钛合金材料及其制备方法。
背景技术：
：钛合金的使用越来越广泛，对新型钛合金的显著需求表现为在室温下成型复杂形状原件，改善冷弯、冲压成型性能，并提供高的冷热疲劳性能和屈服强度。此外，钛合金也被要求具有可以各种形式(如箔、丝、板、棒)制造的优良的加工性能。而许多此类的应用都会暴露在高温和腐蚀环境中，对钛合金的冷热疲劳性能的需求越来越高。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种硬度好、强度均匀且拉伸力和屈服力性能优良的具有高冷热疲劳性能的钛合金材料。本发明的另一目的在于提供一种硬度好、强度均匀且拉伸力和屈服力性能优良的具有高冷热疲劳性能的钛合金材料的制备方法。为实现上述目的之一，本发明提供了一种具有冷热抗疲劳性能的钛合金材料，包括以下重量百分比的组份：硅0.6～0.7％、铜0.2～0.3％、铁0.3～0.5％、镁0.5～0.6％、锌0.3～0.5％、锰0.1～0.2％、铝0.3～0.4％、碳0.01～0.02％、铬0.05～0.08％和钛90～95％。在一些实施方式中，具有冷热抗疲劳性能的钛合金材料包括以下重量百分比的组份：硅0.6％、铜0.3％、铁0.4％、镁0.5％、锌0.5％、锰0.1％、铝0.3％、碳0.02％、铬0.06％和钛95％。本发明还提供了一种具有冷热抗疲劳性能的钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将钛和硅投入1000℃高温烘炉中，进行熔融为钛硅液；S2：往所述钛硅液中投入配方量的铁、铜、镁、锌、锰、铝，在800～900℃下熔融后得到熔融混合液；S3：将所述熔融混合液置于真空中，并在温度为900～1000℃的条件下进行精炼除气，得到精炼熔融混合液；S4：将所述精炼熔融混合液静置预定时间；S5：对所述精炼熔融混合液在线除气并投入配方量的碳和铬，进一步熔融得到熔融液；S6：对所述熔融液进行铸造，形成钛合金材料。在一些实施方式中，步骤S3之后还包括：S31：对所述精炼熔融混合液进行第一次化验以检测除气效果。在一些实施方式中，步骤S4之后还包括：S41:将所述精炼熔融混合液置于真空中，并在温度为900～1000℃的条件下进行二次精炼除气，并进行二次检测除气效果。在一些实施方式中，步骤S5之后还包括：S51：对得到的熔融液进行过滤以去除杂质。在一些实施方式中，步骤S4中的预定时间为40～60分钟。本发明与现有技术相比，有益效果在于：1、本发明提供的具有冷热疲劳性能的钛合金材料，由于硅、镁、锰、碳的含量配比适中，使得该钛合金材料的硬度好、强度均匀且拉伸力和屈服力性能优良，而且其拉伸强度(25℃MPa)达到400MPa以上，屈服强度(25℃MPa)达到300MPa以上，硬度(500kg力10mm球)达到96度以上。2、本发明提供的具有冷热疲劳性能的钛合金材料，组份中含有的铝元素和铬元素能够加强冷热疲劳性能，且保证钛合金材料在结晶体内的完整性和提高材料密度。3、本发明提供的具有冷热疲劳性能的钛合金材料的制备方法中，在真空中高温除气，与现有技术的在氮气中高温除气相比，真空中除气更充分。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。实施例1本实施例的具有冷热疲劳性能的钛合金材料包括以下重量百分比的组份：硅0.6％、铜0.2％、铁0.3％、镁0.5％、锌0.3％、锰0.1％、铝0.3％、碳0.01％、铬0.05％和钛95％。上述具有冷热疲劳性能的钛合金材料的制备方法如下：S1：将钛和硅投入1000℃高温烘炉中，进行熔融为钛硅液；S2：往所述钛硅液中投入配方量的铁、铜、镁、锌、锰、铝，在800℃下熔融后得到熔融混合液；S3：将所述熔融混合液置于真空中，并在温度为900℃的条件下进行精炼除气，得到精炼熔融混合液；S4：将所述精炼熔融混合液静置40分钟；S5：对所述精炼熔融混合液在线除气并投入配方量的碳和铬，进一步熔融得到熔融液；S6：对所述熔融液进行铸造为具有冷热疲劳性能的钛合金材料。实施例2本实施例的具有冷热疲劳性能的钛合金材料包括以下重量百分比的组份：硅0.6％、铜0.3％、铁0.4％、镁0.5％、锌0.5％、锰0.1％、铝0.3％、碳0.02％、铬0.06％和钛93％。上述具有冷热疲劳性能的钛合金材料的制备方法如下：S1：将钛和硅投入1000℃高温烘炉中，进行熔融为钛硅液；S2：往所述钛硅液中投入配方量的铁、铜、镁、锌、锰、铝，在900℃下熔融后得到熔融混合液；S3：将所述熔融混合液置于真空中，并在温度为1000℃的条件下进行精炼除气，得到精炼熔融混合液；S31：对所述精炼熔融混合液进行第一次化验以检测除气效果。S4：将所述精炼熔融混合液静置60分钟；S41:将所述精炼熔融混合液置于真空中，并在温度为1000℃的条件下进行二次精炼除气，并进行二次检测除气效果；S5：对所述精炼熔融混合液在线除气并投入配方量的碳和铬，进一步熔融得到熔融液；S51：对得到的熔融液进行过滤以去除杂质；S6：对所述熔融液进行铸造为具有冷热疲劳性能的钛合金材料。实施例3本实施例的具有冷热疲劳性能的钛合金材料包括以下重量百分比的组份：硅0.7％、铜0.3％、铁0.5％、镁0.6％、锌0.5％、锰0.2％、铝0.4％、碳0.02％、铬0.08％和钛90％。上述具有冷热疲劳性能的钛合金材料的制备方法如下：S1：将钛和硅投入1000℃高温烘炉中，进行熔融为钛硅液；S2：往所述钛硅液中投入配方量的铁、铜、镁、锌、锰、铝，在850℃下熔融后得到熔融混合液；S3：将所述熔融混合液置于真空中，并在温度为950℃的条件下进行精炼除气，得到精炼熔融混合液；S4：将所述精炼熔融混合液静置一定时间；S5：对所述精炼熔融混合液在线除气并投入配方量的碳和铬，进一步熔融得到熔融液；S51：对得到的熔融液进行过滤以去除杂质；S6：对所述熔融液进行铸造为具有冷热疲劳性能的钛合金材料。实施例4本实施例对实施例1-3中的钛合金材料在不同温度环境下的硬度、拉伸强度和屈服强度进行测试，其中，硬度、拉伸强度和屈服强度的测试方法与现有技术相同，本实施例中不做限定。本实施例的测试结果如下：表1实施例1-3的钛合金材料的硬度(500kg力10mm球)测试10℃25℃40℃55℃实施例195.4度96.0度96.0度95.9度实施例296.9度98.7度98.5度98.5度实施例397.0度97.1度97.0度96.9度表2实施例1-3的钛合金材料的拉伸强度测试10℃25℃40℃55℃实施例1398MPa400MPa399MPa398MPa实施例2408MPa410MPa409MPa407MPa实施例3403MPa406MPa405MPa404MPa表3实施例1-3的钛合金材料的屈服强度测试10℃25℃40℃55℃实施例1299MPa300MPa298MPa298MPa实施例2321MPa325MPa323MPa321MPa实施例3309MPa312MPa308MPa308MPa由以上的测试结果可知，本发明提供的具有冷热疲劳性能的钛合金材料，由于硅、镁、锰、碳的含量配比适中，使得该钛合金材料的硬度好、强度均匀且拉伸力和屈服力性能优良，而且其硬度(500kg力10mm球)达到98度以上，拉伸强度(25℃MPa)达到400MPa以上，屈服强度(25℃MPa)达到300MPa以上。并且在不同的温度下，仍能保持较好的硬度、拉伸强度和屈服强度性能，具有优良的冷热疲劳性能。以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，都属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3