一种钛锆基合金的制备方法.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(10)申请公布号CNCN103602840103602840A(43)申请公布日2014.02.26(21)申请号201310541532.1(22)申请日2013.11.05(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)发明人张湘义郭得峰李明石银冬(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22C16/00(2006.01)C22C30/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种钛锆基合金的制备方法(57)摘要一种钛锆基合金的制备方法，其所用钛锆基合金成分的质量百分比为：Ti41～62、Zr30～51、Al5、V3，将各种原料放入非自耗电弧炉，熔炼得到合金铸锭；在其表面涂覆高温抗氧化剂后在炉中加热保温后开坯锻造，获得板状合金，去除其表面的抗氧化剂后置于热处理炉加热至850～870℃，保温1h，水淬冷却；将合金板切割成3～4mm的薄板进行室温轧制变形，轧制应变速率为2.2～3.1s-1，总变形量为80%以上；再进行退火处理，真空度为10-4～10-5Pa，温度为740～760℃，保温1h，然后空冷至室温。本发明获得了一种微结构为特殊双态组织的钛锆基合金，在保持合金塑性的同时，有效地提高了合金的强度。CN103602840ACN1036284ACN103602840A权利要求书1/1页1.一种钛锆基合金的制备方法，其所用钛锆基合金成分的质量百分比为：Ti41～62、Zr30～51、Al5、V3，其特征在于：其钛锆基合金的制备方法：（1）将钛、锆、铝、钒等各种原料放入非自耗电弧炉，熔炼温度>2000℃,熔炼三次，每次的时间为10-50分钟，得到成分均匀的合金铸锭；（2）将上述步骤1得到的合金铸锭表面涂覆高温抗氧化剂，然后在箱式加热炉中加热至1025～1105℃，保温1～3小时后进行开坯锻造，经过2次镦拔后，使用大功率轧机对其进行轧制，变形量达到80%以上，最后获得板状合金。待板状合金冷却，再进行合金表面修整，去除表面的抗氧化剂；（3）将步骤2所得去除表面的抗氧化剂的板状合金置于电阻箱式热处理炉加热至850～870℃，保温1小时，然后水淬冷却；（4）将步骤3所得合金板利用线切割成厚度为3～4mm的薄板，然后进行室温轧制变形，轧制应变速率为2.2～3.1s-1，单道次下压量为1～2%，总变形量为80%以上，总应变量为1.85以上；（5）将步骤4所得室温轧制变形的合金板置于高真空热退火炉中进行退火处理，真空度为10-4～10-5Pa，温度为740～760℃，保温1小时，然后空冷至室温。2CN103602840A说明书1/4页一种钛锆基合金的制备方法[0001]技术领域本发明涉及一种合金材料的制备方法，特别是一种钛锆合金的制备方法。技术背景[0002]钛合金具有低密度、高强度、耐腐蚀性好等优良特性，是航空航天飞行器的重要结构材料。目前广泛使用的Ti6Al4V钛合金，其抗拉强度为900～1100MPa，失效延伸率为8～12%。TiZrAlV合金是在Ti6Al4V合金的基础上发展起来的新型合金材料，锆元素的引入有效的提高了材料的强度和硬度，使TiZrAlV合金成为一种非常有潜力的航空航天飞行器的候选材料。但是，目前报道的TiZrAlV的抗拉强度仅为1100～1292MPa，失效延伸率为6.3～10%。随着航空航天技术的发展，未来航空航天领域中使用的钛合金材料的强度应该>1500MPa。众所周知，强度越高，塑性越差。如何能够获得具有更高强度和塑性的TiZrAlV，对航空航天领域飞行器的发展具有重要的意义。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种能保持合金塑性，同时能有效地提高合金的强度的钛锆基合金的制备方法。本发明主要是通过对钛锆基合金进行固溶水淬、室温轧制变形和热处理，获得了一种高强度、高塑性的钛锆基合金。[0004]本发明的技术方案如下：[0005]本发明所用钛锆基合金成分的质量百分比wt%为：Ti41～62、Zr30～51、Al5、V3。[0006]上述钛锆基合金的制备方法：[0007]1、将钛、锆、铝、钒等各种原料放入非自耗电弧炉，熔炼温度>2000℃,熔炼三次，每次的时间为10～50分钟，得到成分均匀的TixZr92-xAl5V3合金铸锭。[0008]2、将上述步骤1得到的合金铸锭表面涂覆高温抗氧化剂（钛合金高温锻造抗氧化剂保护涂料，上海润尔金属表面材料有限公司生产），然后在箱式加热炉中加热至1025～1105℃，保温1～3小时后进行开坯锻