System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金及制备方法技术_技高网
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超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金及制备方法技术

技术编号:41759498 阅读:3 留言:0更新日期:2024-06-21 21:40
本发明专利技术提供超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金及制备方法,所述近β型钛合金的组分按质量百分比计,包括4%~6%的Al、4.98%~5.02%的Mo、4.97%~5.03%的V以及2.9%~3.1%的Cr、0.42~0.82%的O,余量为Ti以及不可避免的杂质元素。制备时采用粉末冶金方法,将原料按质量百分比制备出合金铸锭,之后依次镦拔锻造、β相区开坯锻造和两相区轧制,得到合金棒材;将合金棒材在620~700℃下保温处理,之后冷却至室温,实现了近β型钛合金中超高强度与冲击韧性的良好匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛合金领域,尤其是超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金及制备方法


技术介绍

1、钛合金作为近30年来快速发展的新型轻质金属结构材料,具有比强度高、耐高温、可焊、耐蚀、生物相容性好等优良综合性能,成为现代航空飞机、航空发动机、航天、船舶等重要的结构材料。

2、随着飞机、发动机、航天等发展,不仅要求钛合金的强度水平不断提高,还要求合金的冲击韧性也要保持在一定的水平,即强度和冲击韧性要达到良好的匹配。一般来说,对于航空航天应用的钛合金抗拉强度rm超过1100mpa为高强钛合金,rm超过1300mpa为超高强钛合金。

3、近10年来,为了使钛合金抗拉强度rm达到1300mpa以上、延伸率高于5%,采用的措施主要有设计近β型钛合金成分、反复镦拔锻造、多重热处理等,但制造方法成本过高。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本专利技术提供超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金及制备方法,实现了超高强度与冲击韧性的良好匹配。

2、为达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:

3、超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金,所述近β型钛合金的组分按质量百分比计,包括4%~6%的al、4.98%~5.02%的mo、4.97%~5.03%的v以及2.9%~3.1%的cr、0.42~0.82%的o,余量为ti以及不可避免的杂质元素。

4、超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,包括以下步骤:

5、s1,采用粉末冶金方法,将原料按质量百分比制备出合金铸锭,之后依次镦拔锻造、β相区开坯锻造和两相区轧制,得到合金棒材;

6、s2,将合金棒材在620~700℃下保温处理,之后冷却至室温,得到超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金。

7、优选的,s1的墩拔锻造在920~960℃下进行18~20次。

8、优选的,s1的开坯锻造在锻造压力机中于920~960℃下进行。

9、优选的,s1的轧制采用轧机在750~800℃下进行。

10、优选的,s1中所述合金棒材的直径不超过14mm。

11、优选的,s2中所述的合金棒材在620~700℃下保温45~75min。

12、优选的,s2中所述的冷却为空冷。

13、由上述任一项所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法得到的近β型钛合金。

14、超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金,所述近β型合金的抗拉强度为1344~1680mpa、v型缺口冲击韧性为4.2~7.8j·cm-2。

15、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益的技术效果:

16、本专利技术的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,含有高氧含量(0.42~0.82%),采用粉末冶金的方法先制备合金铸锭,之后依次镦拔、β相区开坯锻造和两相区轧制,在620~700℃的温度下进行一步热处理。本专利技术的制备方法,充分利用改良的成型工艺与高氧含量特征,通过热加工实现对合金微观组织的调控,呈非均匀混晶和多级细晶混合组织的协调组织,非均匀混晶包含超细β晶粒和粗α晶粒,多级细晶混合组织中存在大量具有一定方向性的纳米到微米级等轴α晶粒、β基体中有大量纳米级针状析出物、局部区域存在类似核壳结构的组织,壳为细小的α晶粒、核为纳米级的针状析出物,进而得到超高强度与冲击韧性的匹配,既降低了成本又有高的性能。

17、本专利技术的近β型钛合金,实现超高强度与冲击韧性的良好匹配。

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【技术保护点】

1.超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金,其特征在于,所述近β型钛合金的组分按质量百分比计,包括4%~6%的Al、4.98%~5.02%的Mo、4.97%~5.03%的V以及2.9%~3.1%的Cr、0.42~0.82%的O,余量为Ti以及不可避免的杂质元素。

2.权利要求1所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,S1的墩拔锻造在920~960℃下进行18~20次。

4.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,S1的开坯锻造在锻造压力机中于920~960℃下进行。

5.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,S1的轧制采用轧机在750~800℃下进行。

6.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,S1中所述合金棒材的直径不超过14mm。

7.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,S2中所述的合金棒材在620~700℃下保温45~75min。

8.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,S2中所述的冷却为空冷。

9.由权利要求2~8所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法得到的近β型钛合金。

10.如权利要求9所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金,其特征在于,所述近β型合金的抗拉强度为1344~1680MPa、V型缺口冲击韧性为4.2~7.8J·cm-2。

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【技术特征摘要】

1.超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金,其特征在于,所述近β型钛合金的组分按质量百分比计,包括4%~6%的al、4.98%~5.02%的mo、4.97%~5.03%的v以及2.9%~3.1%的cr、0.42~0.82%的o,余量为ti以及不可避免的杂质元素。

2.权利要求1所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,s1的墩拔锻造在920~960℃下进行18~20次。

4.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征在于,s1的开坯锻造在锻造压力机中于920~960℃下进行。

5.根据权利要求2所述的超高强度与冲击韧性良好匹配的近β型钛合金的制备方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵秦阳毛雅梅陈永楠
申请(专利权)人:长安大学
类型:发明
国别省市:

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