一种高温钛合金材料及其制备方法.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CN107904440A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201711180652.8(22)申请日2017.11.23(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人陈子勇靳艳芳柴丽华金头男相志磊唐增辉(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张立改(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种高温钛合金材料及其制备方法(57)摘要一种高温钛合金材料及其制备方法，属于钛合金技术领域。按质量百分比由Al：6.5％～7％，Sn：3％～5％，Zr：6％～9％，Mo+W+Nb：1.2～4％,Si：0.2～0.4％，Re：0.1～0.3％和余量的Ti制成。采用水冷铜坩埚真空感应熔炼炉进行3次重熔后对合金在980℃采用多向锻造。本发明制备的高温钛合金其室温和高温性能均优异，展现出优异的服役性能，具有广阔的应用前景。CN107904440ACN107904440A权利要求书1/1页1.一种高温钛合金材料，其特征在于，按质量百分比由Al：6.5％～7％，Sn：3％～5％，Zr：6％～9％，Mo+W+Nb：1.2～4％，Si：0.2～0.4％，Re：0.1～0.3％和余量为Ti制成。2.制备权利要求1所述一种高温钛合金材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、按元素质量百分比组成Al：6.5％～7％，Sn：3％～5％，Zr：6％～9％，Mo+W+Nb：1.2～4％，Si：0.2～0.4％，Re：0.1～0.3％和余量Ti，分别称取原料高纯铝、TiSn、海绵锆、Al-Mo、Al-W、Al-Nb、高纯硅、海绵钛，Ti-Re；将高纯铝、TiSn、海绵锆、Al-Mo、Al-W、Al-Nb、高纯硅、海绵钛分别放入对应坩埚，然后放入电阻炉中加热到120℃，对坯料进行去除潮气；(2)、将去除潮气的坯料以及Ti-Re混合均匀，逐步均匀放入的模具中并在液压机上压成圆柱形坯料；(3)、将圆柱形坯料放入清扫干净的真空感应熔炼炉中，对其进行抽真空；之后在氩气保护下先在40～60KW的功率下进行烘料2～5min,然后再在160～180KW的功率下进行熔炼，使熔体悬浮时间为45～90s；对铸锭进行3次熔炼，最后一次后放入预热后模具进行浇铸得到Ф60×150mm合金铸锭；(4)、将步骤(3)得到的合金铸锭切去冒口后进行等温多向锻。具体步骤为：①锻造前将铸锭预热1～3min后喷涂防氧化涂料，随后涂抹石墨起润滑作用并绑上高温棉；②将步骤①得到的铸锭放入升至950℃～1000℃的电阻炉中保温30～50min；③将步骤②保温好的铸锭转运到锻造设备上进行第一步的锻造，变形速率为0.01S-1，对铸锭进行一次镦粗一次拔长，镦粗的变形量为30％～50％，拔长的变形量为20％～40％；④随后将步骤③得到的锻坯回步骤②950℃～1000℃的炉，保温10～15min后，进行如步骤③的锻造方法，然后空冷至室温。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)先进行相对低真空的抽取，再进行高真空抽至10-2-10-1Pa后再进行充氩气熔炼。4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中在氩气保护下先在50KW的功率下进行烘料3min。5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)①中锻造前将锭子在980℃预热1min后喷涂防氧化涂料，在铸锭的上下两端涂抹石墨后绑上高温棉。6.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)的②中电阻炉升至980℃，并在该温度下铸锭保温40min。7.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)的③中镦粗变形量40％，拔长变形量30％。8.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)的④中锻坯回炉，保温10min。2CN107904440A说明书1/3页一种高温钛合金材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种综合性能优异的新型高温钛合金材料及其制备方法，属于钛合金技术领域。背景技术[0002]钛合金具有熔点高、硬度高、密度小、比强度高、耐腐蚀等优异的性能，所以被广泛用于制造航空发动机压气机的盘件、叶片和机匣等零件，代替了钢或其它高温合金，减轻了发动机的质量，提高了发动机的推重比。高温钛合金研制一直是在先进航空发动机需求的牵引下而进行的，使用温度逐步提高，从20世50年代以Ti-6Al-4V合金为代表的400℃提高到了以IMI834合金为代表的600℃。较为典型600℃使用的钛合金有英国帝国金属公司的IMI834合金、美国Timet公司的Ti-110