9. 99wt. % ;步骤一中所述的高纯海绵错的纯度> 99. 7wt. % ;步骤一中所述 的高纯锡锭的纯度> 99. 7wt. % ;步骤一中所述的Al-Mo中间合金中Mo含量为50wt. %~ 60wt. % ;步骤一中所述的Al-Nb中间合金中Nb含量为50wt. %~60wt. % ;步骤一中所述 的A1-W中间合金中W含量为50wt. %~70wt. %;步骤一中所述的Al-Si中间合金中Si含 量为10wt. %~20wt. % ;步骤一中所述的A1-Y中间合金中Y含量为70wt. %~80wt. % ; 步骤一中所述的含硼原材料为硼粉；
[0049] 所述的钢模具为圆筒形钢模，上下贯通，在钢模底部设有厚度为30mm~50mm的铜 板，在铜模上方设有保温冒口；
[0050] 步骤一中所述的Al-Mo中间合金为直径不大于5mm的颗粒；步骤一中所述的 Al-Nb中间合金为直径不大于5mm的颗粒；步骤一中所述的A1-W中间合金为直径不大于 5mm的颗粒；步骤一中所述的Al-Si中间合金为直径不大于5mm的颗粒；步骤一中所述的 A1-Y中间合金为直径不大于5mm的颗粒。
[0051] 实施例一制备的高温钛合金拉伸性能测试如表1所示，依据GB/T 4338-2006标 准，在拉伸温度为650°C下，〇 b/MPa :抗拉强度可达到571. 8MPa，〇 a2/MPa :屈服强度可达到 460.010^，8/%:伸长率可达到8.17%。
[0052] 表1实施例一高温钛合金高温拉伸性能
【主权项】
1. 一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金，其特征在于一种适用于650°C温度 下使用的高温钛合金按重量百分比由5%~7%的Al、4%~6%的Sn、9%~12%的Zr、 0? 7%~I. 0% Mo、0. 1%~0.3%Si、l%~2%Nb、l%~2% W、0. 1%~0? 5% Y、0. 3%~ 0. 8% B和余量为Ti组成；所述的适用于650°C温度下使用的高温钛合金在拉伸温度为 650°C下，抗拉强度为553MPa~572MPa，屈服强度为431. OMPa~460MPa，伸长率为6. 0%~ 8. 4%〇
2. 如权利要求1所述的一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金的制备方法，其特 征在于一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金的制备方法是按照以下步骤进行的： 一、 称取各组分：按各元素重量百分比组成为5%~7%的Al、4%~6%的Sn、9%~ 12% 的 Zr、0. 7%~I. 0% Mo、0. 1%~0.3%Si、l%~2%Nb、l%~2% W、0. 1%~0? 5% Y、0. 3%~0. 8% B和余量为Ti分别称取海绵钛、高纯铝锭、高纯海绵锆、高纯锡锭、Al-Mo 中间合金、Al-Nb中间合金、Al-W中间合金、Al-Si中间合金、Al-Y中间合金及含硼原材料 为原料； 二、 熔炼：将步骤一称取的原料利用水冷铜坩埚真空感应熔炼法或真空自耗电极电弧 熔炼法制备得到高温钛合金铸锭； 三、 热等静压处理：在氩气压力IlOMPa~150MPa及加热温度为900°C~950°C的条件 下，将高温钛合金铸锭保温2h~3h，随炉冷却，得到热等静压后的高温钛合金铸锭； 四、 热处理：将热等静压后的高温钛合金铸锭在温度为940°C~975°C下保温Ih~3h， 自然冷却，然后在温度为650°C~750°C下保温Ih~3h，自然冷却，即得到适用于650°C温 度下使用的高温钛合金； 当步骤二中将步骤一称取的原料利用水冷铜坩埚真空感应熔炼法制备得到高温钛合 金铸锭时，具体是按以下步骤进行的：首先将称取的海绵钛及高纯海绵锆混合均匀，然后 向混合后的海绵钛及高纯海绵锆中加入Al-Mo中间合金、Al-Nb中间合、Al-W中间合金及 Al-Si中间合金，继续混合均匀，得到混合材料，将混合材料置于熔炼炉的铜坩埚内，将高纯 铝锭、高纯锡锭、Al-Y中间合金及用铝箔包住的含硼原材料置于熔炼炉的二次加料斗内，对 熔炼炉进行抽真空至真空度达到l(T 3mbar，然后以速度为10kW/min~20kW/min加载功率 至200kW~300kW，熔炼至铜坩埚内的混合材料完全融化，得到合金熔体，然后将二次加料 斗的高纯铝锭、高纯锡锭、Al-Y中间合金及用铝箔包住的含硼原材料加入到合金熔体中，加 热至合金熔化，并在合金熔化温度下保温15min~20min，得到高温钛合金熔体，然后将铜 坩埚翻转，将高温钛合金熔体倾倒入钢模具中，Imin后向熔炼炉体内充入氩气，然后开炉， 得到高温钛合金铸锭； 当步骤二中将步骤一称取的原料利用真空自耗电极电弧熔炼法制备得到高温钛合金 铸锭时，具体是按以下步骤进行的：首先将称取的海绵钛及高纯海绵锆混合均匀，然后向混 合后的海绵钛及高纯海绵锆中加入高纯铝锭、高纯锡锭、Al-Mo中间合金、Al-Nb中间合金、 Al-W中间合金、Al-Si中间合金及Al-Y中间合金，继续混合均勾，得到混合材料，将混合材 料利用压力机压制成电极块，然后将电极块在真空焊箱内组焊成自耗电极，最后将自耗电 极在真空自耗电弧炉中进行第一次熔炼，得到圆柱型的一次锭，将圆柱型的一次锭从圆形 面顶部阵列钻有n个孔槽，再将含硼原材料均匀分成n份并置于n个孔槽内，然后将内部 含有含硼原材料的圆柱型的一次锭在真空自耗电弧炉中进行2次熔炼，得到高温钛合金铸 锭；所述的n彡1。
3.根据权利要求2所述的一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金的制备方法，其 特征在于步骤一中所述的海绵钛为O级海绵钛，纯度>99. 9wt.%;步骤一中所述的高纯错 锭的纯度>99. 99wt. % ;步骤一中所述的高纯海绵错的纯度>99. 7wt. % ;步骤一中所述 的高纯锡锭的纯度>99. 7wt. % ;步骤一中所述的Al-Mo中间合金中Mo含量为50wt.%~ 60wt.%;步骤一中所述的Al-Nb中间合金中Nb含量为50wt.%~60wt.%;步骤一中所述 的Al-W中间合金中W含量为50wt.%~70wt.%;步骤一中所述的Al-Si中间合金中Si含 量为IOwt.%~20wt.%;步骤一中所述的Al-Y中间合金中Y含量为70wt.%~80wt.%; 步骤一中所述的含硼原材料为硼粉。
4. 根据权利要求2所述的一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金的制备方法， 其特征在于当步骤二中将步骤一称取的原料利用水冷铜坩埚真空感应熔炼法制备得到高 温钛合金铸锭时，所述的钢模具为圆筒形钢模，上下贯通，在钢模底部设有厚度为30mm~ 50mm的铜板，在钢模上方设有保温冒口。
5. 根据权利要求2所述的一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金的制备方法， 其特征在于步骤一中所述的Al-Mo中间合金为直径不大于5mm的颗粒；步骤一中所述的 Al-Nb中间合金为直径不大于5mm的颗粒；步骤一中所述的Al-W中间合金为直径不大于 5mm的颗粒；步骤一中所述的Al-Si中间合金为直径不大于5mm的颗粒；步骤一中所述的 Al-Y中间合金为直径不大于5mm的颗粒。
6. 根据权利要求2所述的一种适用于650°C温度下使用的高温钛合金的制备方法，其 特征在于当步骤二中将步骤一称取的原料利用水冷铜坩埚真空感应熔炼法制备得到高温 钛合金铸锭时，所述的高纯铝锭尺寸小于50mm 3。
【专利摘要】一种适用于650℃温度下使用的高温钛合金及其制备方法，本发明涉及高温钛合金及其制备方法。本发明要解决现有钛合金的使用温度一般在600℃以下，当钛合金在温度为650℃以上时，存在强度差、抗氧化性不足的问题。适用于650℃温度下使用的高温钛合金由Al、Sn、Zr、Mo、Si、Nb、W、Y、B和余量为Ti组成；方法：一、称取各组分；二、熔炼；三、热等静压处理；四、热处理，即得到适用于650℃温度下使用的高温钛合金。本发明用于一种适用于650℃温度下使用的高温钛合金及其制备方法。
【IPC分类】C22F1-18, C22C14-00, C22C1-03
【公开号】CN104745872
【申请号】CN201510194204
【发明人】陈玉勇, 肖树龙, 徐丽娟, 田竟, 肖旅, 王宝兵, 李宝辉, 李中权, 田莹
【申请人】哈尔滨工业大学, 上海航天精密机械研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月22日