一种制备中间合金强化的锆钛合金的方法.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CN105483441A(43)申请公布日2016.04.13(21)申请号201511016739.2(22)申请日2015.12.30(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人张新宇李荣霞秦家千马明臻刘日平(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人续京沙(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种制备中间合金强化的锆钛合金的方法(57)摘要一种中间合金强化的锆钛合金，它的原材料质量百分比wt％为：Ti52～66、Zr30、Al-5Ti-1B1～15、V3。上述锆钛合金的制备方法主要是将上述各种原材料放在无水乙醇中，用超声波震荡清洗干净，然后将洗干净的原料放入真空干燥箱中完全烘干；将处理好的原材料放入非自耗真空电弧熔炼炉中，真空度为4×10-3～5×10-3Pa，钨极引弧后，熔炼电极电流保持在200～300A，在此条件下反复熔炼5～6次，每次熔炼时间为1.5～2分钟，每次熔炼完成之后，等待铸锭高温的红热色退去，再进行下一次的熔炼，最后得到成分均匀的锆钛合金铸锭。本发明能够减少熔炼能耗，硼元素在合金中的分布更加均匀。CN105483441ACN105483441A权利要求书1/1页1.一种中间合金强化的锆钛合金，其特征在于：它的原材料质量百分比wt％为：Ti52～66、Zr30、Al-5Ti-1B1～15、V3，余量为不可避免的杂质。2.权利要求1的中间合金强化的锆钛合金的制备方法，其特征在于：(1)备料：将上述各种原材料放在无水乙醇中，用超声波震荡清洗干净，然后将洗干净的原料放入真空干燥箱中完全烘干；(2)铸锭：将步骤1处理好的原材料放入非自耗真空电弧熔炼炉中，真空度为4×10-3～5×10-3Pa，钨极引弧后，熔炼电极电流保持在200～300A，在此条件下反复熔炼5～6次，每次熔炼时间为1.5～2分钟，每次熔炼完成之后，等待铸锭高温的红热色退去，再进行下一次的熔炼，最后得到成分均匀的锆钛合金铸锭。2CN105483441A说明书1/4页一种制备中间合金强化的锆钛合金的方法[0001]技术领域本发明属于材料技术领域，特别涉及一种合金的制备方法。[0002]背景技术锆和钛在元素中期表中属于同一主族，锆合金和钛合金具有很多相似的特性，如强度高、耐蚀性好、耐热性好、生物相容性好等。金属锆具有中子吸收面积小、高耐蚀性和高熔点(1860℃)等特性，使得其在核工业中得到了广泛的应用。钛合金具有高比强度及优异的高温性能等特性，在机械自动化和航空工业中得到了重要应用。随着锆钛合金种类的不断丰富和发展，锆钛合金作为工程结构件材料逐渐得到关注，其在许多方面尤其是在航空航天工业领域中的应用越来越多。[0003]锆钛基合金的铸态组织粗大，为了提高其力学性能，通常是采用锻造手段，工业上一般是经过三次以上的墩拔来细化原始的粗大晶粒，从而达到提高力学性能的目的。但这种方法需要配套大型加热炉和锻造设备，而且锻造温度的控制困难。每次锻造之前，还需要对上一次形成的锻坯进行车削加工或表面打磨以去除表面的氧化层，这些附加的工艺过程都会导致锆钛基合金的制造周期和成本增加。[0004]发明内容本发明的目的在于提供一种能耗低、硼元素分布更加均匀的锆钛基合金及其制备方法。本发明是以Zr-62Ti-5Al-3V合金为基础，以硼的中间合金Al-5Ti-1B取代部分Zr-62Ti-5Al-3V合金中的钛，经非自耗电弧熔炼炉熔炼，得到强化的锆钛基合金。[0005]本发明的中间合金强化的锆钛合金的原材料质量百分比(wt％)为：工业级海绵钛(Ti)52～66、海绵锆(Zr)30、中间合金(Al-5Ti-1B)1～15、高纯钒(V)3，余量为不可避免的杂质。[0006]上述中间合金强化的锆钛合金的制备方法如下：[0007]1、备料：将上述各种原材料放在无水乙醇中，用超声波震荡清洗干净，然后将洗干净的原料放入真空干燥箱中完全烘干；[0008]2、铸锭：将步骤1处理好的原材料放入非自耗真空电弧熔炼炉中，真空度为4×10-3～5×10-3Pa，钨极引弧后，熔炼电极电流保持在200～300A，在此条件下反复熔炼5～6次，每次熔炼时间为1.5～2分钟，每次熔炼完成之后，等待铸锭高温的红热色退去，再进行下一次的熔炼，最后得到成分均匀的锆钛合金铸锭。[0009]性能检测：[0010]用线切割在铸锭上切取φ＝5mm，d＝1mm的薄片，将薄片表面砂纸由粗到细打磨，最后置于无水乙醇中用超声波震荡清洗5分钟，用吹风机低温吹干，将这一试样做DSC试验，得到合金的相变起始温