专利名称：Ti5Mo5V6Cr3Al钛合金及其加工工艺的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种新型钛合金，具体而言，涉及通式为Ti5Mo5V6Cr3Al
的钛合金及其加工工艺。
背景技术：
Ti-Mo-V-Al-Cr系钛合金由于其高强度和高韧性的特性，被广泛地应用于 航空航天领域。其中我国自行研发的Ti5Mo5V8Cr3Al钛合金是一种亚稳定13 钛合金，Ti5Mo5V8Cr3Al合金主要合金元素含量(wt%)为Mo: 4.5%~5.7%; V: 4.5%~5.7%; Cr: 7.5% 8.5%; Al: 2.5%~3.5%;余量为钛，由于其具有较好的 强度、韧性以及轻质的特性，已被应用于航空及航天工业。但是由于其锻造 温度下具有较大抗力，影响其锻造性能和机械加工性。此外，仍需更高强度 的钛合金材料以满足航空航天工业的需要。
发明内容
本发明提供一种通式为Ti5Mo5V6Cr3Al的钛合金，其具有较高的时效强 化特性以及较好的锻造性能和焊接性能。
一方面，本发明提供一种通式为Ti5Mo5V6Cr3Al的钛合金，主要合金元 素含量(wt%)为Mo: 4.5%~5.7%; V: 4.5% 5.7%; Cr: 5.5%~6.5%; Al: 2.5% 3.5%;余量为钛。
另一方面，本发明提供一种通式为Ti5Mo5V6Cr3Al的钛合金的加工工 艺，其包括如下步骤
一、 按以下比例配料(wt%): Mo: 4.5%~5.7%; V: 4.5%~5.7%; Cr: 5.5~6.5%; Al: 2.5~3.5%; Fe<0.30%; C: <0.05% N: <0.04%; H: <0.015o/o; 0: <0.15%;余量为钛；
二、 将配料压制成电极；
三、 在真空自耗电炉经2 3次熔炼；
四、 900 115(TC锻造开坯；
五、 800 100(TC锻造成所需尺寸的材料；
3六、450 65(TC保温1 8小时，空冷至室温。
再一方面，本发明提供通式为Ti5Mo5V6Cr3Al的钛合金的另一种加工工 艺，其包括如下步骤
一、 按以下比例配料(wt°/。) Mo: 4.5% 5.7%; V: 4.5%~5.7%; Cr: 5.5 6.5%; Al: 2.5 3.5%; Fe<0.30%; C: <0.05% N: <0.04%; H: <0.015%; 0: <0.15%;余量为钛；
二、 将配料压制成电极；
三、 在真空自耗电炉经2 3次熔炼；
四、 900 115(TC锻造开坯；
五、 800 1000。C锻造成所需尺寸的材料；
六、 680 85(TC保温1 3小时，其后空冷或水淬至室温；
七、 450 65CTC保温1 8小时，空冷至室温。
根据本发明的Ti5Mo5V6Cr3Al钛合金，与已有的亚稳定13型 Ti5Mo5V8Cr3Al钛合金相比，具有更高的时效强度， 与近J3型Ti5Mo5V2Cr3Al
钛合金相比，具有更高的时效强度和优异的焊接性能。
具体实施例方式
以下结合实施例具体说明本发明，但本发明并不限于该实施例。 实施例1
按以下比例配合金料，主要合金元素含量(wt%)为Mo: 4.8; V: 4.9; Cr: 6.0; Al: 3.1; Fe:0.11; C:0.008; N: 0.010; H:0.0015; O:0.10;余量为钛。将配料压 制成电极。在真空自耗电炉经两次熔炼得到铸锭。于IOO(TC锻造开坯，于850 。C锻成O20mm棒材，于54(TC时效4小时，得样品l。
改变合金中铬的含量，分别为2.0%、 4.0%、 8.0%，应用与上述相同的 步骤，制备比较样品1 3。 实施例2钛合金的力学性能和焊接性能实验
将样品1和比较样品1 3加工成05mm的常规拉伸试样。力学性能试 验在AG50KNE试验机上完成。焊接系数由带有焊缝样品与未经焊接样品的 力学性能的比值来确定，样品l和3分别经焊接处理后加工成05mm的常规 拉伸试样在，AG50KNE试验机上完成力学性能测试，焊接系数由焊缝样品 与未经焊接样品的强度比值来确定。钛合金的力学性能和焊接性能如表1所
4示。结果表明，通过锻后直接时效，本发明的Ti5Mo5V6Cr3Al钛合金，即样 品l,具有最佳的抗拉强度，抗拉强度为1520Mpa，其时效强化效果优于铬 含量分别为2.0%、 4.0%、 8.0%的比较样品1 3。而各样品断后伸长率和55 和断面收缩率^基本相当。同时，本发明的Ti5Mo5V6Cr3Al钛合金具有较高 的焊接系数，焊接性能良好，其焊接性能与铬含量为8.0%的比较样品3相当， 但比该样品具有更优异的力学性能。
表1
样品1比较样品1比较样品2比较样品3
6 b MPa1520147015101410
s5 %6.66.24.87.4
23.524.318.733.2
焊接系数0.90--0.90
实施例3
按以下比例配合金料，主要合金元素含量(wt%)为Mo: 4.8; V: 4.9; Cr: 6.0; AI: 3.1; Fe:0.11; C:0.008; N: 0.010; H:0.0015; O:0.10;余量为钛。将配料压 制成电极。在真空自耗电炉经两次熔炼得到铸锭。于105(TC锻造开坯，于900 。C锻成O20mm棒材，水淬，升温至72(TC，保温2小时，水淬，于52(TC保 温4小时，得样品2。
改变合金中铬的含量，分别为2.0%、 4.0%、 8.0%，应用与制备样品2 相同的步骤，制备比较样品4 6。
将样品2和比较样品4 6加工成05mm的常规拉伸试样。试验在 MTS-880及ZD90/10试验机上完成。钛合金的强度及拉伸性能如表2所示。
表2
样品2比较样品4比较样品5比较样品6
6 b MPa1430134014101340
55 %10.612.911.012,5
W %45.958,152.748.1
结果表明，通过固溶、水淬和时效处理，本发明的Ti5Mo5V6Cr3Al钛合 金，即样品2，具有最佳的抗拉强度，抗拉强度为1430Mpa，其时效强化效 果优于铬含量分别为2.0%、 4.0%、 8.0%的比较样品4 6。而各样品断后伸 长率和S 5和断面收缩率W基本相当。
5实施例4
按以下比例配合金料，主要合金元素含量(wt%)为Mo: 4.8; V: 4.9; Cr: 6.0; AI: 3.1; Fe:0.11; C:0.008; N: 0.010; H:0扁5; O:0.10;余量为钛。将配料压 制成电极。在真空自耗电炉经两次熔炼得到铸锭。于110(TC锻造开坯，于950 。C锻成①20mm棒材，水淬，升温至72(TC，保温2小时，空冷，于520。C保 温8小时，得样品3。
改变合金中铬的含量，分别为2.0°/。、 4.0%、 8.0%,应用与制备样品3 相同的步骤，制备比较样品7 9。
将样品3和比较样品7 9加工成05mm的常规拉伸试样。试验在 MTS-880及ZD90/10试验机上完成。钛合金的强度、拉伸性能及焊接性能如 表3所示。
表3
样品3比较样品7比较样品8比较样品9
6 b MPa1460131014201400
6 o, 2 MPa1360125013001300
S 5 %10.412.910.810.6
W %46.265.246.146.4
焊接系数0.90--0.90
结果表明，通过固熔、空冷和时效处理，本发明的Ti5Mo5V6Cr3Al钛合 金，即样品3，具有最佳的抗拉强度和屈服强度，分别为1460Mpa和1360Mpa， 其时效强化效果优于铬含量分别为2.0%、 4.0%、 8.0°/。的比较样品7 9。同 时，本发明的Ti5Mo5V6Cr3Al钛合金具有较高的焊接系数，焊接性能良好， 其焊接性能与铬含量为8.0%的比较样品9相当。但有比该样品更优异的力学 性能。
权利要求
1. 一种通式为Ti5Mo5V6Cr3Al的钛合金，其主要合金元素含量(wt％)为Mo4.5％～5.7％；V4.5％～5.7％；Cr5.5％～6.5％；Al2.5％～3.5％；余量为钛。
2. 根据权利要求1所述钛合金的加工工艺，其包括如下步骤一、 按以下比例配料(wt%): Mo: 4.5% 5.7°/。； V: 4.5%~5.7%; Cr: 5.5~6.5%; Al: 2.5 3.5%; Fe<0.30%; C: <0.05% N: <0.04%; H: <0.015%; O: <0.15%;余量为钛；二、 将配料压制成电极；三、 在真空自耗电炉经2 3次熔炼；四、 900 115(TC锻造开坯；五、 800 100(TC锻造成所需尺寸的材料；六、 450 65(TC保温1 8小时，空冷至室温。
3. 根据权利要求1所述钛合金的加工工艺，其包括如下步骤一、 按以下比例配料(wt%): Mo: 4.5% 5.7%; V: 4.5%~5.7%; Cr: 5.5 6.5%; Al: 2.5~3.5%; Fe<0.30%; C: <0.05% N: <0.040/0; H: <0.015%; 0: <0.15%;余量为钛；二、 将配料压制成电极；三、 在真空自耗电炉经2 3次熔炼；四、 900 115(TC锻造开坯；五、 800 100(TC锻造成所需尺寸的材料；六、 在680 850'C保温1 3小时，其后空冷或水淬至室温；七、 450 650'C保温1 8小时，空冷至室温。
全文摘要
本发明提供一种新型钛合金及其加工工艺，具体而言，本发明提供一种通式为Ti5Mo5V6Cr3Al的钛合金，其主要合金元素含量(wt％)为Mo4.5％～5.7％；V4.5％～5.7％；Cr5.5％～6.5％；Al2.5％～3.5％；余量为钛。由于其具有较高的抗拉强度、韧性和焊接性能，可应用于航空航天用大型锻件及高压容器等。
文档编号C22C14/00GK101463438SQ20071030392
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者明 余, 崔雪飞, 陈海珊, 陶海明, 魏衍广 申请人:北京有色金属研究总院