多元微合金化钛合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101921930A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101921930101921930A(43)申请公布日2010.12.22(21)申请号201010282902.0(22)申请日2010.09.16(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人吕维洁孙曙宇王立强覃继宁张荻(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王锡麟王桂忠(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称多元微合金化钛合金及其制备方法(57)摘要一种多元微合金化钛合金及其制备方法。钛合金各组分和重量百分比为：Al：4.4％-5.7％，Mo：4.0％-5.5％，V：4.0％-5.5％，Cr：0.5％-1.5％，Fe：0.5％-1.5％，B4C：0.05％-0.42％，C：0.03％-0.05％，余量为Ti元素，本发明制备方法：按微合金化钛合金各组分和重量百分比取海绵钛、固溶合金化元素、碳化硼、石墨；均匀混合后压制成电极，将电极组焊，装入真空自耗或真空非自耗电弧炉；真空自耗或真空非自耗电弧炉抽取真空后，开始熔炼，并通过原位自生反应生成TiB短纤维和TiC颗粒；冷却凝固后即得到多元微合金化韧钛合金。本发明具有更加优良的综合机械性能。工艺流程和设备，简易、快捷、高效，同时大大降低了制备成本，适合大规模工业生产。CN10923ACN101921930ACCNN110192193001921931A权利要求书1/1页1.一种多元微合金化钛合金，其特征在于，各组分和重量百分比为：Al：4.4％-5.7％，Mo：4.0％-5.5％，V：4.0％-5.5％，Cr：0.5％-1.5％，Fe：0.5％-1.5％，B4C：0.05％-0.42％，C：0.03％-0.05％，余量为Ti元素。2.一种根据权利要求1所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，步骤一，按微合金化钛合金各组分和重量百分比取海绵钛、固溶合金化元素、碳化硼、石墨，其中：钼元素和钒元素分别以铝钼和铝钒中间合金形式加入，铝元素以铝条形式加入，铁元素以铁钉形式加入，铬元素以铬块形式加入；步骤二，均匀混合后压制成电极，将电极组焊，装入真空自耗或真空非自耗电弧炉；步骤三，真空自耗或真空非自耗电弧炉抽取真空后，开始熔炼，并通过原位自生反应生成TiB短纤维和TiC颗粒；步骤四，冷却凝固后即得到多元微合金化韧钛合金。3.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，所述的海绵钛为采用零级海绵钛以控制合金基体中较低的间隙杂质元素含量。4.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，所述的铝元素与所述的钼元素组成的中间合金中，钼元素质量分数为60％。5.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，所述的铝元素和所述的钒元素组成的中间合金中，钒元素质量分数为84％。6.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，步骤三中所述的熔炼次数不少于两次。7.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，步骤三中所述的TiB短纤维和TiC颗粒重量百分比综合控制在2.2％以内。8.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，所述的TiB短纤维和TiC颗粒为多元微合金化钛合金总量的重量百分比为：1％-0.5％。9.根据权利要求2所述的多元微合金化钛合金的制备方法，其特征是，所述的TiB短纤维和TiC颗粒的摩尔比为1∶1-4∶1。2CCNN110192193001921931A说明书1/4页多元微合金化钛合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种金属材料技术领域的钛合金及其制备方法，具体地说，是一种包含微量TiB短纤维和TiC颗粒的多元微合金化钛合金及其制备方法。背景技术[0002]钛合金因其优良的机械性能和物理性能而被广泛应用于航空、航天、能源、电力、石油、化工、生物、医药等各个经济领域。面对高技术时代对高性能钛合金材料日益紧迫的要求，传统的钛合金材料发展到接近某种性能的最高限度时，出现了由固溶强化钛合金向通过增强体加以增强的趋势。与连续纤维增强的钛合金相比，短纤维及颗粒增强的钛合金具有制备工艺简单、热机加工性好和成本低等优点。通常的增强体候选物为高硬度、高熔点的物相，这其中TiB与TiC与钛的相容性好，泊松比相近，密度相差不大，因而被认为是非常理想的非连续增强体材料。现在所使用的含TiB短纤维和TiC颗粒的钛合金，多是利用其对晶界的钉扎作用以及TiB短纤维的承载作用等来提高力学性能。增强体重量百分比通常较大。如此一来，在提高某