CN107475566A - 一种高温钛合金及其制备方法 - Google Patents

一种高温钛合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107475566A
CN107475566A CN201710942726.0A CN201710942726A CN107475566A CN 107475566 A CN107475566 A CN 107475566A CN 201710942726 A CN201710942726 A CN 201710942726A CN 107475566 A CN107475566 A CN 107475566A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
titanium alloy
preparation
temperature titanium
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710942726.0A
Other languages
English (en)
Inventor
陈炳豊
王荣生
马宝全
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAOJI YONGSHENGTAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Original Assignee
BAOJI YONGSHENGTAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAOJI YONGSHENGTAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd filed Critical BAOJI YONGSHENGTAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority to CN201710942726.0A priority Critical patent/CN107475566A/zh
Publication of CN107475566A publication Critical patent/CN107475566A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高温钛合金及其制备方法，提供了一种长期在高温环境，尤其是600℃以上温度工作的高温钛合金及其制备方法，其合金按照重量百分比Zr：4.5％‑5.5％，Al：4％‑5％，Sn：1％‑1.5％，Si：0.5％‑0.6％，Nb：1％‑1.5％，Ni：2％‑3％，V：0.5％‑0.8％，余量为Ti组成。具有强度高、热稳定性好的优点，可广泛应用于航空发动机的高温钛合金部件，如叶片、压气机盘。

Description

一种高温钛合金及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，涉及一种高温钛合金及其制备方法。
背景技术
高温钛合金具有优异的热强性、低的密度和良好的耐蚀性，多用于动力、石化、运输、特别是航空及航天等工业领域，在航空航天领域多用来制造航空发动机的压气盘、机匣等。目前，应用在600℃以上的金属结构材料通常为镍基、铁基和钴基高温合金，几乎全是Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Si系近α型高铝当量合金。
强度和稳定性是影响高温钛合金发展的主要因素。很多高温钛合金通过增加Al、Sn、Zr的含量会有效的提高合金的强度，但经长期使用后热稳定性会有不同程度的下降。原因是，合金中加入较多的Al和Sn，会导致析出大量的Ti3X(X＝Al、Sn)脆性相，使合金热稳定性下降。热稳定性表征了材料在高温长时间作用下保持塑性和韧性的能力，是高温钛合金的一个重要力学性能指标。对于保证高温钛合金部件的高温长期使用可靠性具有重要的意义。因此，进一步提高高温钛合金的使用温度，并使其综合性能得到良好匹配成为研究的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温钛合金及其制备方法，解决了现有高温钛合金强度不够、热稳定性差的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种高温钛合金及其制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照质量百分数Zr：4.5％-5.5％，Al：7％-9％，Sn：1％-1.5％，Si：0.5％-0.6％，Nb：1％-1.5％，Ni：2％-3％，V：0.5％-0.8％，余量为Ti称取各组分；
步骤2、将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃-3300℃熔炼成高温合金锭材；
步骤3、将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10-3Pa-6×10-3Pa，热处理温度950℃-1000℃下保温12-24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
本发明的特点还在于：
原料中的Ti为纯钛；
原料中的Al为纯铝；
原料中的Ni为纯镍。
本发明的有益效果是，通过提高铝在原料中的比例，提高高温钛合金的高温力学性能。金属镍具有良好的可塑性和耐蚀性，通过在原料中加入纯镍，改善高温钛合金的热稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种高温钛合金及其制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照质量百分数Zr：4.5％-5.5％，Al：7％-9％，Sn：1％-1.5％，Si：0.5％-0.6％，Nb：1％-1.5％，Ni：2％-3％，V：0.5％-0.8％，余量为Ti称取各组分；
步骤2、将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃-3300℃熔炼成高温合金锭材；
步骤3、将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10-3Pa-6×10-3Pa，热处理温度950℃-1000℃下保温12-24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
实施例1
按下述质量分数：Zr：4.5％，Al：7％，Sn：1％，Si：0.5％，Nb：1％，Ni：2％，V：0.5％，Ti：83.5％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10-3Pa，热处理温度950℃下保温12小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
实施例2
按下述质量分数：Zr：4.7％，Al：8％，Sn：1.2％，Si：0.5％，Nb：1.2％，Ni：2.5％，V：0.6％，Ti：81.3％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3150℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5.2×10-3Pa，热处理温度980℃下保温12小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
实施例3
按下述质量分数：Zr：5.0％，Al：9％，Sn：1.5％，Si：0.6％，Nb：1.5％，Ni：3％，V：0.7％，Ti：78.7％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3200℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5.5×10-3Pa，热处理温度1000℃下保温18小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
实施例4
按下述质量分数：Zr：5.2％，Al：9％，Sn：1.5％，Si：0.6％，Nb：1.5％，Ni：3％，V：0.7％，Ti：78.5％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3250℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度6×10-3Pa，热处理温度970℃下保温24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
实施例5
按下述质量分数：Zr：5.5％，Al：7％，Sn：1％，Si：0.5％，Nb：1％，Ni：2％，V：0.5％，Ti：82.5％进行配料。将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3300℃熔炼成高温合金锭材；将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度6×10-3Pa，热处理温度960℃下保温24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。

Claims (5)

1.一种高温钛合金的制备方法，其特征在于，由Ti、Zr、Al、Sn、Si、Nb、Ni、V组成，重量百分比为Zr：4.5％-5.5％，Al：7％-9％，Sn：1％-1.5％，Si：0.5％-0.6％，Nb：1％-1.5％，Ni：2％-3％，V：0.5％-0.8％，余量为Ti。
2.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于所述Ti为纯钛。
3.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于所述Al为纯铝。
4.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于所述Ni为纯镍。
5.根据权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于通过下列步骤实施：
步骤1、按照质量百分数称取各组分；
步骤2、将称取好的原料放入自耗真空电弧炉内，抽真空至5×10-3Pa以上，然后充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在3100℃-3300℃熔炼成高温合金锭材；
步骤3、将上述制得的高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度5×10- 3Pa-6×10-3Pa，热处理温度950℃-1000℃下保温12-24小时后，随炉冷却，即得到高温钛合金。
CN201710942726.0A 2017-10-11 2017-10-11 一种高温钛合金及其制备方法 Pending CN107475566A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710942726.0A CN107475566A (zh) 2017-10-11 2017-10-11 一种高温钛合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710942726.0A CN107475566A (zh) 2017-10-11 2017-10-11 一种高温钛合金及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107475566A true CN107475566A (zh) 2017-12-15

Family

ID=60605438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710942726.0A Pending CN107475566A (zh) 2017-10-11 2017-10-11 一种高温钛合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107475566A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112251635A (zh) * 2020-09-29 2021-01-22 中国科学院金属研究所 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti6Al4V-Ni合金及其制备方法
CN112342435A (zh) * 2020-09-29 2021-02-09 中国科学院金属研究所 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti-Zr-Ni合金及其制备方法
CN112680630A (zh) * 2020-12-04 2021-04-20 中国航发北京航空材料研究院 一种超高韧中强高塑tc32钛合金零件的真空热处理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1356734A (en) * 1971-07-01 1974-06-12 Gen Electric Alpha-beta type titanium base alloys
CN101104898A (zh) * 2007-06-19 2008-01-16 中国科学院金属研究所 一种高热强性、高热稳定性的高温钛合金
CN101328551A (zh) * 2007-06-19 2008-12-24 中国科学院金属研究所 一种摩擦不起火花的钛合金材料
CN102978437A (zh) * 2012-11-23 2013-03-20 西部金属材料股份有限公司 一种α＋β两相钛合金及其加工方法
CN104745872A (zh) * 2015-04-22 2015-07-01 哈尔滨工业大学 一种适用于650℃温度下使用的高温钛合金及其制备方法
US20150192031A1 (en) * 2012-07-19 2015-07-09 Rti International Metals, Inc. Titanium alloy having good oxidation resistance and high strength at elevated temperatures
CN105838922A (zh) * 2016-05-25 2016-08-10 西部超导材料科技股份有限公司 一种航空用热强钛合金铸锭及其制备方法
CN107058800A (zh) * 2017-03-02 2017-08-18 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种中强度耐蚀可焊止裂钛合金及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1356734A (en) * 1971-07-01 1974-06-12 Gen Electric Alpha-beta type titanium base alloys
CN101104898A (zh) * 2007-06-19 2008-01-16 中国科学院金属研究所 一种高热强性、高热稳定性的高温钛合金
CN101328551A (zh) * 2007-06-19 2008-12-24 中国科学院金属研究所 一种摩擦不起火花的钛合金材料
US20150192031A1 (en) * 2012-07-19 2015-07-09 Rti International Metals, Inc. Titanium alloy having good oxidation resistance and high strength at elevated temperatures
CN102978437A (zh) * 2012-11-23 2013-03-20 西部金属材料股份有限公司 一种α＋β两相钛合金及其加工方法
CN104745872A (zh) * 2015-04-22 2015-07-01 哈尔滨工业大学 一种适用于650℃温度下使用的高温钛合金及其制备方法
CN105838922A (zh) * 2016-05-25 2016-08-10 西部超导材料科技股份有限公司 一种航空用热强钛合金铸锭及其制备方法
CN107058800A (zh) * 2017-03-02 2017-08-18 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种中强度耐蚀可焊止裂钛合金及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112251635A (zh) * 2020-09-29 2021-01-22 中国科学院金属研究所 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti6Al4V-Ni合金及其制备方法
CN112342435A (zh) * 2020-09-29 2021-02-09 中国科学院金属研究所 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti-Zr-Ni合金及其制备方法
CN112342435B (zh) * 2020-09-29 2021-12-21 中国科学院金属研究所 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti-Zr-Ni合金及其制备方法
CN112251635B (zh) * 2020-09-29 2022-05-10 中国科学院金属研究所 一种高热稳定性等轴纳米晶Ti6Al4V-Ni合金及其制备方法
CN112680630A (zh) * 2020-12-04 2021-04-20 中国航发北京航空材料研究院 一种超高韧中强高塑tc32钛合金零件的真空热处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102002612B (zh) 镍基超合金及其制品
JP6328398B2 (ja) 耐酸化性に優れた高強度チタン合金及びこれを用いたコンプレッサー部品
CN108842076B (zh) 一种Ni-Co-Cr-Ti-Ta系高熵共晶合金及其制备方法
CN109321786B (zh) 一种钴基高温合金及其制备方法
EP3031938B1 (en) Cobalt - nickel alloy
CN107475566A (zh) 一种高温钛合金及其制备方法
CN102212720B (zh) 一种Cr改性的高Mo的Ni3Al基单晶高温合金及其制备方法
EP4123044B1 (en) High-temperature alloy having low stacking fault energy, structural member and application thereof
EP2821519B1 (en) Alloy
JP2018505316A (ja) チタンを主成分とする金属間化合物合金
CN103014412A (zh) 一种复合耐热钛合金
CN100497700C (zh) 一种Ta改性的NiAl-Cr(Mo)双相共晶金属间化合物
US20130142661A1 (en) Nickel-based alloy
CN109536781B (zh) 一种高纯净低夹杂镍基粉末高温合金及其制备方法和应用
US3118763A (en) Cobalt base alloys
CN103820621B (zh) 一种铁基沉淀强化型高温合金的热处理工艺
CN100497701C (zh) 一种V改性的NiAl－Cr（Mo）双相共晶金属间化合物
RU2534325C1 (ru) Способ получения жаропрочных сплавов
CN114107722B (zh) 超强抗氧化耐腐蚀Pt基多组元合金及其制备方法
CN105734344B (zh) 一种综合高温性能优异的镍基合金及其生产工艺
CN100523248C (zh) 一种Zr改性的NiAl-Cr(Mo)双相共晶金属间化合物
JP6213185B2 (ja) ニッケル基合金
CN100523250C (zh) 一种Nb改性的NiAl-Cr(Mo)双相共晶金属间化合物
CN100523247C (zh) 一种Hf改性的NiAl-Cr(Mo)双相共晶金属间化合物
CN100523249C (zh) 一种W改性的NiAl－Cr(Mo)双相共晶金属间化合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171215

RJ01 Rejection of invention patent application after publication