一种高强耐腐蚀钛锆基合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110172612A(43)申请公布日2019.08.27(21)申请号201910387476.8(22)申请日2019.05.10(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#(72)发明人夏超群杨志道李强杨泰朱德民宋莱昂宋光明王鹏(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人赵凤英(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种高强耐腐蚀钛锆基合金及其制备方法(57)摘要本发明为一种高强耐腐蚀钛锆基合金。该合金组分原子百分比为Ti：74.6～75％，Y：0.1～0.4％，余量为Zr及不可避免的杂质元素；所述耐腐蚀钛锆合金铸态的微观组织均为针状α相。所述的制备方法为：按照所述的配比，将纯度为99.5％的海绵钛、纯度为99.9％海绵锆、纯度为99.99％的钇放入非自耗真空电弧炉中，在高纯氩气保护下熔炼合金原料，得到总质量为25g的高强耐腐蚀钛锆合金。本发明提供的钛锆合金拥有良好力学性能，同时在氯化物环境也具有良好的耐腐蚀性。CN110172612ACN110172612A权利要求书1/1页1.一种高强耐腐蚀钛锆基合金，其特征为该合金组分原子百分比为Ti：74.6～75％，Y：0.1～0.4％，余量为Zr及不可避免的杂质元素。2.如权利要求1所述的高强耐腐蚀钛锆合金的制备方法，其特征为包括以下步骤：按照所述的配比，将海绵钛、海绵锆、纯钇放入非自耗真空电弧炉熔炼，在高纯氩气保护下熔炼合金原料，得到高强耐腐蚀钛锆合金；所述真空电弧熔炼的温度为2200～2600℃，熔炼次数在4～6次，每次熔炼时间为3～4min。3.如权利要求1所述的高强耐腐蚀钛锆合金的制备方法，其特征为所述的海绵钛的纯度为99.5％、海绵锆的纯度为99.9％、钇的纯度为99.99％。4.如权利要求1所述的高强耐腐蚀钛锆合金的制备方法，其特征为所述的高纯氩气的纯度为99％。2CN110172612A说明书1/4页一种高强耐腐蚀钛锆基合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及钛合金技术领域，特别涉及一种高强耐腐蚀钛锆基合金及其制备方法。背景技术[0002]钛在地壳中的存量十分丰富，约占地壳总重量的0.42％，钛矿分布范围十分广泛，随着工业冶炼技术的提高，关于钛矿石冶炼技术越来越成熟，提炼成本也日益降低。钛及钛合金得到巨大的发展并广泛应用与诸多领域。[0003]Ti合金是一种高比强度、高比韧性的新型结构材料，具有耐蚀性强、密度低、生物相容性好、耐高低温及可加工性好等优良的综合特点，已广泛应用于军事、汽车、核武、化学、冶金、石油、船舶、航空航天等诸多易腐蚀领域。[0004]随着现代工业的迅猛发展，材料因在高温、高压、高辐照、高浓度酸、碱、盐等极端特殊腐蚀环境服役失效的情况愈演愈烈，从而人们对合金的力学性能及抗腐蚀性能提出了更为苛刻的要求，要求合金在保持一定强度的前提下拥有良好的耐蚀性，而传统Ti合金在强度、抗腐蚀性能方面已经很难达到当下在工程应用的标准，例如，Ti-6Al-4V是全球范围内应用最为广泛的钛合金，其在还原性酸溶液中的耐蚀性相对较差。因此，有必要继续研究具有高强度和良好的耐蚀性的新型钛基钛锆系合金。发明内容[0005]本发明的目的在于针对当前技术中存在的不足，提供一种高强耐腐蚀钛锆基合金及其制备方法。该合金在具有良好力学性能的Ti-25Zr合金基础之上，通过添加稀土元素Y而得。制备方法中，在适宜的熔炼氛围和熔炼温度下，利用合金化手段从而制备出综合性能优异的钛锆基合金。本发明提供的钛锆合金拥有良好力学性能，同时在氯化物环境也具有良好的耐腐蚀性。[0006]本发明的技术方案为：[0007]一种高强耐腐蚀钛锆基合金，该合金组分原子百分比为Ti：74.5～75％，Y：0.1～0.5％，余量为Zr及不可避免的杂质元素。[0008]所述的高强耐腐蚀钛锆合金的制备方法：[0009]按照所述的配比，将海绵钛、海绵锆、纯钇放入非自耗真空电弧炉熔炼，在高纯氩气保护下熔炼合金原料，得到高强耐腐蚀钛锆合金；[0010]所述真空电弧熔炼的温度为2200～2600℃，熔炼次数在4～6次，每次熔炼时间为3～4min。[0011]所述的海绵钛的纯度为99.5％、海绵锆的纯度为99.9％、钇的纯度为99.99％。[0012]所述的高纯氩气的纯度为99％。[0013]本发明的有益效果为：[0014]本发明严格控制各元素的含量，通过合金化手段提升合金耐腐蚀性和强度，在本3CN110172612A说明书2/4页发明中，Zr元素在腐蚀介质中形成的氧化物