一种钛铁铝碳合金的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料科学和有色金属及其合金领域，特别是钛合金。
【背景技术】
[0002] 钛是一种中低密度金属（其密度为4. 5)，具有较高的比强度，中温性能好，无磁 性，具有极强的耐腐蚀能力，焊接性能好，是性能优异的金属结构材料，在航空、航天、舰船、 核电、武器装备、石油开采和生物医学材料等高端技术领域日益占据主导地位。钛多以合金 形式出现，如通过加入各类β相稳定元素即钼、钨、钒、铬、铌、钽、锰、钴等获得的TB型钛合 金强度较高，是高性能钛合金研发应用的重要内容。由于一些β相稳定元素熔点较高，难 以熔炼，例如钒（熔点1890°C )、钼（熔点2610°C )、铬（熔点1907°C )、钽（熔点2996°C )、 钨（熔点3380°C )，这些高熔点原料的使用必将提高钛合金的制造成本。另外，根据粗略市 场调查，一些合金化元素的价格高昂，例如，钒（约3000元/KG)、钼（约500元/KG)、铬（约 650元/KG)、钽（约4800元/KG)、钨（约500元/KG)。综合上述各因素，不利于钛合金的 规模化应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种原料的熔点和成本均较低的钛铁铝碳合金。该合金为 一种具有较高铁元素及碳元素含量的TB型钛铁铝碳合金。
[0004] 本发明的技术方案是通过下述方式实现的：
[0005] 1、本发明的钛铁铝碳合金材料，其质量百分比如下：Fe的含量为9. 5-10. 5%，Al 的含量为2. 5-3. 5%，C的含量为0. 03-0. 07%，余量为Ti和不可避免的杂质。
[0006] 2、本发明合金的制备方法
[0007] 本发明的制备方法为：按照合金给定配比称取原料配制合金，将配好成分的合金 置于电弧炉的水冷铜坩埚中，利用真空非自耗电弧炉进行熔炼，熔炼前电弧炉的背底真空 高于2. OX 10 2Pa，弧焊电源电流工作范围为300-500A，电压工作范围为15-30V (熔炼过程 中根据熔体状态需要适当调整熔炼设备相关参数）；熔炼完毕的合金锭随坩埚冷却，为确 保合金成分均匀，每个合金锭要在电弧炉中反复熔炼最少8次。熔炼均匀的合金从坩埚中 取出后，用于铸造态样品性能分析或后续加工。
[0008] 根据铁钛二元合金相图，富钛一端的合金由钛基体和铁钛相组成，基体β钛为体 心立方相，具有极佳的塑性，铁钛相作为合金化合物相，在基体中主要起到强化的作用。通 过合理选择合金成分及加入其它合金元素如铝、碳等，实现细化基体组织和第二相，优化合 金的相组成，改善其形貌和分布，可以进一步提高合金的力学性能。
[0009] 本发明中Fe为主要合金化元素，Al为次要合金化元素，C为微量合金化元素。所 用合金元素的作用包括稳定β相、固溶强化、第二相强化、改善合金微观组织及降低合金 中氧元素对性能的影响等。
[0010] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0011] 1、本发明以钛合金体系为对象，以钛铁两种元素为合金主体，通过加入少量铝元 素和微量碳元素，使其成为具有较高强度和一定塑性的钛合金。
[0012] 2、采用本发明配比的钛合金不仅较容易熔炼，而且成本低廉。
【附图说明】
[0013] 图1为乳制态合金单轴拉伸条件下的工程应力-应变曲线图；
[0014] 图2为热乳态合金的金相显微组织照片图。
【具体实施方式】
[0015] 实例 1
[0016] 用87克纯钛丝、10克碳含量为0. 56%的铁碳合金和3克纯铝等原料配料，用非 自耗真空电弧炉熔炼。熔炼时电弧炉的背底真空高于2. 0X10 2Pa，弧焊电源工作电流为 400A，工作电压为20V。合金经初次熔炼成一个整体后，在坩埚中翻面进行二次熔炼，如此反 复，共计8次。
[0017] 待合金熔炼完毕，用电火花线切割从合金锭中切下长宽高分别为40、40、15的合 金样品，于900°C进行多道次乳制，道次变形量控制在10%以内，总变形量为60%以上，乳 制后合金用水淬或空冷的方式冷至室温。将合金板用电火花线切割成拉伸试样，用带有引 伸计的拉伸力学试验机进行力学性能测试。测试结果表明合金具有优异的机械性能，具体 如下表：
[0018] 表一乳制态本发明合金的基本力学性能
[0020] 从图1所示的本发明乳制态合金的单轴拉伸工程应力应变曲线图可以看出：所制 备的合金的屈服强度较高，并且在单轴拉伸条件下其延伸率超过15%，是一种兼具较高强 度和塑性的高性能钛合金材料。
[0021] 从图2所示的乳制态本发明合金的金相显微组织照片图可以看出，合金的显微组 织由钛基体和在基体中均匀分布的强化相组成，其中钛基体的平均晶粒尺寸大于100微 米，经热乳处理后，可观察到一定的取向性。
[0022] 实例 2
[0023] 用87. 5克纯钛丝、10克碳含量为0. 7%的铁碳合金和2. 5克纯铝等原料配料，用 非自耗真空电弧炉熔炼。熔炼时电弧炉的背底真空高于2. OX 10 2Pa，弧焊电源工作电流为 500A，工作电压为30V。合金经初次熔炼成一个整体后，在坩埚中翻面进行二次熔炼，如此反 复，共计8次。
[0024] 实例 3
[0025] 用86. 5克纯钛丝、10克碳含量为0. 3%的铁碳合金和3. 5克纯铝等原料配料，用 非自耗真空电弧炉熔炼。熔炼时电弧炉的背底真空高于2. OX 10 2Pa，弧焊电源工作电流为 300A，工作电压为15V。合金经初次熔炼成一个整体后，在坩埚中翻面进行二次熔炼，如此反 复，共计8次。
【主权项】
1. 一种钛铁铝碳合金，其特征在于：其质量百分比如下：Fe的含量为9. 5-10. 5%，Al 的含量为2. 5-3. 5%，C的含量为0. 03-0. 07%，余量为Ti和不可避免的杂质。
【专利摘要】一种钛铁铝碳合金，其质量百分比如下：Fe的含量为9.5-10.5％，Al的含量为2.5-3.5％，C的含量为0.03-0.07％，余量为Ti和不可避免的杂质。本发明以钛合金体系为对象，以钛铁两种元素为合金主体，通过加入少量铝元素和微量碳元素，使其成为具有较高强度和一定塑性的钛合金；采用本发明配比的钛合金不仅较容易熔炼，而且成本低廉。
【IPC分类】C22C14/00
【公开号】CN105018791
【申请号】CN201510518012
【发明人】贾元智, 刘睿超, 刘延国, 马明臻, 刘日平
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月21日