本发明属于合金材料领域，涉及一种高性价比钛合金及其制备方法。
背景技术：
tc4是应用最早的钛合金，是美国于1954年研制成功的，tc4名义成分为ti-6al-4v。由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、焊接性、耐蚀性和生物兼容性均较好，从而得到了广泛的应用。
但是tc4加工性能和可热处理性能不太好，故加工成型困难，材料利用率低，导致最终产品的成本高，价格昂贵。
技术实现要素：
本发明的首要目的是提供一种高性价比钛合金，以较现有技术中广泛使用的tc4钛合金材料更容易进行加工，热处理性能更好，加工成型更容易，性能更优，并可降低生产成本和最终合金材料的价格。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种高性价比钛合金，所述的钛合金除主要含有钛外，还含有重量百分比4-7％的铝，0.2-2.5％的铁，0.1-2％的铬，以及微量的不可避免的杂质，且所述的钛合金不含有钼和钒。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高性价比钛合金，其中所述的钛合金还含有重量百分比0.1-2％的锡。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高性价比钛合金，其中所述的钛合金还含有重量百分比0.1-0.5％的硅。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高性价比钛合金，其中所述的不可避免的杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比小于0.4％。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高性价比钛合金，其中所述的钛合金由以下重量百分比的物质组成：铝4-7％，铁0.2-2.5％，铬0.1-2％，锡0.1-2％，硅0.1-0.5％，其余为钛和不可避免的杂质。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高性价比钛合金，其中所述的铁以铝铁中间合金形式加入，所述的铬以铝铬中间合金形式加入，所述的锡以铝锡中间合金形式加入，所述的硅以铝硅中间合金形式加入。这样可以确保合金成分的准确性和均匀性，从而确保合金材料性能的一致性。
本发明的第二个目的是提供如上所述高性价比钛合金的制备方法，以使钛合金更容易进行加工，热处理性能更好；制备得到的钛合金更加均匀，性能更优；并可降低生产成本和最终合金材料的价格。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供如上所述高性价比钛合金的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)将组成合金的物质混料后压制成电极，在真空自耗炉中熔炼两次或者三次得到合金铸锭；
(2)铸锭经扒皮，切去冒口和尾部后，经过开坯锻造，制成板坯或棒坯，再经过轧制得到板材或者棒材。
在一种优选的实施方案中，本发明提供如上所述高性价比钛合金的制备方法，其中所述的真空自耗炉中熔炼的真空度为0.1-10pa。
在一种优选的实施方案中，本发明提供如上所述高性价比钛合金的制备方法，其中所述的开坯锻造的温度为1000℃-1100℃。
在一种优选的实施方案中，本发明提供如上所述高性价比钛合金的制备方法，其中所述的制成板坯或棒坯的温度为900℃-1100℃。
在一种优选的实施方案中，本发明提供如上所述高性价比钛合金的制备方法，其中所述的轧制温度为850-1050℃。
本发明的有益效果在于，利用本发明的高性价比钛合金，可以较现有技术中广泛使用的tc4钛合金材料更容易进行加工，热处理性能更好，加工成型更容易，性能更优，并可降低生产成本和最终合金材料的价格。而利用本发明的高性价比钛合金的制备方法，可以使钛合金更容易进行加工，热处理性能更好；制备得到的钛合金更加均匀，性能更优；并可降低生产成本和最终合金材料的价格。
本发明的高性价比钛合金，不仅价格低廉，而且具有更加优异的力学性能，以及良好的冷热加工性能，冲压、锻造及轧制方便，易切削加工，可以大幅度提高终端产品的成材率及使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：各配方钛合金材料的制备
采用如下方法制备表1中各配方组成的钛合金材料(各物质含量均为重量百分比含量；各配方钛合金材料中均不含钼和钒；各配方不可避免杂质中碳、氢、氧、氮的总重量百分比均小于0.4％)。
按各配方组成配制合金料，将海绵钛、铝铁中间合金、铝铬中间合金、铝锡中间合金、铝硅中间合金混料后压制成电极，在真空自耗炉中熔炼两次或者三次得到合金铸锭(熔炼真空度要求低于1pa)。铸锭经扒皮，切去冒口和尾部后，在1050℃开坯锻造，然后在950℃制成板坯，然后在950℃进行热轧，将热轧板经退火后冷轧得到钛合金板材。
表1不同配方组成的钛合金材料
实施例2：各配方钛合金材料的力学性能检测
将按实施例1的各配方制得的钛合金板材按国标gb/t228.1-2010制成拉伸试样，进行室温下的综合力学性能测试，测试结果如下表2所示。
表2各配方钛合金材料的力学性能测试结果
由上述表2中数据可以看出，本发明钛合金性能优于ti-6al-4v，且不含贵金属钼和钒，故而具有较高的性价比。
实施例3：各配方钛合金材料的制备成本核算
将按实施例1的配方、制备方法制得的钛合金板进行制备成本核算，并和tc4钛合金板制备成本相对比，所得结果如下表3所示。
表3各配方钛合金材料制备成本核算结果
由上述表3中数据可以看出，本发明钛合金材料制备成本明显低于ti-6al-4v。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。