本发明专利技术涉及一种低成本钛合金及其制备方法，合金成分按重量百分比计为Al：0～3％，Cr：1.6～4％，Fe：1～2％，Si：0.01～0.13％，B：0～0.1％，余量为钛，其中Cr/Fe为1.6～2.0，所述钛合金的Kβ值范围是0.5～0.95，Kβ计算公式如下所示：Kβ＝C1/CK1+C2/CK2+C3/CK3+…+Cn/CKn，其中Cn为合金元素在合金内的重量含量％，Ck为常用β稳定元素的临界浓度(wt％)。将海绵钛、铬铁中间合金、单质硼、铁单质和/或铝豆，按所述的合金成分分层布料压制电极，用真空自耗熔炼炉二次熔炼得到铸锭。本发明专利技术合金的原材料成本低，且基本力学性能与Ti-6Al-4V相当。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于合金材料领域。
技术介绍
钛及钛合金具有比强度高、耐腐蚀性能优异、对环境无污染等一系列的优点，使其大量应用于航空、航天、舰船、兵器以及化学工业等领域，而且作为汽车用材很早就引起人们的重视。目前工业钛合金中合金化元素多使用V、Mo、Nb、Zr、Sn和Ta等贵重元素，使钛合金的制造成本和使用成本居高不下，影响了钛合金的推广应用。目前降低钛合金制造成本和使用成本的途径有通过改进原材料(海绵钛)的生产方式来降低原材料的·成本、采用廉价合金化元素、简化钛合金的加工工艺、优化钛制品的加工技术等各种方法。其中采用廉价合金化元素的特点是采用了相对于Al-V合金廉价的Mo-Fe合金作为中间合金达到降低原材料成本的目的，然而，Mo仍然是贵重元素，成本降低有限；采用Fe、Al、S1、Cr、N、C和B等资源丰富的元素能达到大幅度降低钛合金成本。Cr、Fe为共析型β稳定元素，在Ti合金、T1-Al合金中存在共析转变，含量较高时可能生成化合物相，引起脆性，因此在合金元素选择及加入量方面应综合考虑。目前，关于廉价合金化元素方面的相关研究包括授权公告号为CN 101348876Β，专利技术名称为《一种低成本高强度钛合金》的中国专利技术专利，其技术方案为采用Al-V或Fe-V中间合金、电解铬、纯钛或钛合金车屑、工业铁和海绵钛按设计成分混合压制电极，用常规真空自耗电弧炉二次熔炼铸成合金锭，合金成分的重量百分比组成为A1 4% -6%, V 1. 9% -2. 9%, Cr 1% -3%, Fe :1% _3%，余量为 Ti和不可避免的杂质。合金热处理后的拉伸性能为抗拉强度为1000MPa-1358MPa，屈服强度为930MPa-1270MPa，延伸率为9% -18%，断面收缩率为20% -50%。该合金与Ti_6Al_4V相比成本降低，但合金中仍然含有Al-V或Fe-V中间合金，且铬和铁的加入形式为电解铬和工业铁。授权公告号为CN101403058B，专利技术名称为《一种低成本α+β型钛合金》的中国专利技术专利，公开的钛合金成分按重量百分数计为A1 4. 5-8%, Cr :0. 3-3%, Fe :0. 3_2%，其余为Ti和不可避免的杂质；合金中还可含有Mo :0-3%, Sn :0-3%或Zr 0-3% ;其中Cr以铝铬中间合金的形式加入，Fe以铝铁中间合金的形式加入。该合金冷轧板材(0.8_)沿轧向取样，室温力学性能为抗拉强度870-1000MPa，屈服强度780_900MPa，伸长率16-31% ；O. 8-2mm厚Ti_6Al_4V板材的室温性能为抗拉强度925MPa，屈服强度870MPa，伸长率>10% ;其室温力学性能与T1-6A1-4V相当。又如公开号为CN1962913A，专利技术名称为《一种可调节性能的低成本钛合金》的中国专利技术专利，在钛中加入Al、Fe、Cr、N1、S、B、C、Mo等八种元素，其中合金成分按重量分数计A1 0-3. 5%, Fe :0. 3-2.0%, Cr :0.1_0· 5 %，合金力学性能可调范围为:抗拉强度为350MPa-1250MPa，延伸率为5% -30%，断面收缩率为10% -55%;但合金中含有价格较高的金属Ni和Mo，一定程度上提高了合金的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是以采用廉价的Cr-Fe合金或单质铁作为中间合金为出发点，提供。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种低成本钛合金，合金成分按重量百分比计为Al :0 3%, Cr :1. 6 4%, Fe I 2%，Si 0. 01 O. 13%, B 0 O. 1%，余量为钛，其中Cr/Fe为L 6 2. 0，所述钛合金的Ke值范围是O. 5 O. 95，K0计算公式如下所示K0=+cn/cKn其中Cn为合金元素在合金内的含量(wt% )，Ck为常用β稳定元素的临界浓度(wt% ) :Mo 为 10，Mn 为 6. 4，Fe 为 5，Nb 为 36，V 为 15，Ta 为 40，Cr 为 7，Co 为 7，Cu 为 13，Ni 为 9，W 为 22。本专利技术的低成本钛合金中，杂质元素的含量不高于O. 30% (重量％ )。上述低成本钛合金的制备方法，包括以下步骤将海绵钛、铬铁中间合金、单质硼、铁单质和/或铝豆，按上述的设计成分分层布料压制电极，用常规真空自耗熔炼炉二次熔炼得到铸锭。本专利技术中，原材料成本与海绵钛的成本相当，所述合金原材料成本为T1-6A1-4V合金的3/4 4/5，且退火后的室温力学性能与T1-6A1-4V相当，Ti_6Al_4V合金的性能如表I所示。中间合金的成本如表2所示，Cr-Fe中间合金的成本低于Mo-Fe、Al-V等中间合金的成本，市售的微碳Cr-Fe中间合金成分如表3所示。表1、T1-6A1_4V合金的基本力学性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低成本钛合金，合金成分按重量百分比计为Al：0～3％，Cr：1.6～4％，Fe：1～2％，Si：0.01～0.13％，B：0～0.1％，余量为钛，其中Cr/Fe为1.6～2.0，所述钛合金的Kβ值范围是0.5～0.95，Kβ计算公式如下所示：Kβ＝C1/CK1+C2/CK2+C3/CK3+…+Cn/CKn其中Cn为合金元素在合金内的重量含量％，Ck为常用β稳定元素的临界浓度，wt％。
【技术特征摘要】
1.一种低成本钛合金，合金成分按重量百分比计为Al :0 3%，Cr :1. 6 4%，Fe:1 2%，S1:0. 01 0. 13%, B 0 0. 1%，余量为钛，其中Cr/Fe为1. 6 2. 0，所述钛合金的Ke值范围是0. 5 0. 95，K0计算公式如下所示2...
【专利技术属性】
技术研发人员：米绪军，惠松骁，叶文君，王国，付艳艳，于洋，刘睿，宋晓云，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：
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