本申請涉及一種鈦合金，更具體地，涉及一種近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，是近年來鈦合金發(fā)展的主要方向之一。近β型高強(qiáng)高韌鈦合金在材料的應(yīng)用領(lǐng)域中主要以鍛造、變形加工并輔之以熱處理強(qiáng)化工藝，作為結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于航空、航天、航海等需要高強(qiáng)高韌的結(jié)構(gòu)部位。

美國的Ti-1023(Ti-10V-2Fe-3Al)和俄羅斯的BT22(Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe)從上世紀(jì)七十年代起，一直是該領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的鈦合金材料。以Ti-1023為例，常用的兩個(gè)級別分別為(1)抗拉強(qiáng)度Rm≥1105MPa，斷裂韌性K_1C≥60MPa·m^-1/2；(2)抗拉強(qiáng)度Rm≥1240MPa，斷裂韌性K_1C≥44MPa·m^-1/2。而BT22鈦合金，其強(qiáng)度、韌性值與Ti-1023鈦合金相當(dāng)。

Ti-B19鈦合金是我國目前使用的強(qiáng)度級別最高的海洋工程用鈦合金，其抗拉強(qiáng)度Rm≥1250MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2≥1150MPa，延伸率A％≥6％，斷裂韌性K_1C≥70MPa·m^-1/2。

隨著國內(nèi)外海洋工程的發(fā)展，現(xiàn)有的高強(qiáng)高韌鈦合金材料已經(jīng)不足以滿足人們的需求，需要研究開發(fā)出抗拉強(qiáng)度Rm≥1300MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2≥1200MPa的高強(qiáng)高韌鈦合金。

有鑒于此，特提出此申請。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提供了一種近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，該合金的抗拉強(qiáng)度Rm≥1300MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2≥1200MPa，而且，該合金的韌塑性匹配良好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，其特征在于，所述鈦合金所含各合金元素的重量百分比為：Al 2.5％-3.5％，Mo 4％-6％，V 4％-6％，Cr 3％-5％，Nb 1.5％-3％，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述鈦合金所含各合金元素的重量百分比為：Al 3％，Mo 4％-6％，V 5％，Cr 3％-5％，Nb 2％-3％，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述鈦合金所含各合金元素的重量百分比為：Al 3％，Mo 5％，V 5％，Cr 4％，Nb 2％，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述鈦合金中，不可避免的雜質(zhì)包含該合金中的雜質(zhì)元素：Fe≤0.3％，C≤0.05％，N≤0.04％，H≤0.03％，O≤0.15％；其他雜質(zhì)單元素含量均≤0.01％，總雜質(zhì)含量≤0.5％。

優(yōu)選地，所述合金的鉬當(dāng)量[Mo]當(dāng)為10～17，鋁當(dāng)量[Al]當(dāng)≤5；

[Mo]當(dāng)?shù)挠?jì)算公式：

[Mo]當(dāng)＝Mo+0.67V+1.6Cr+0.28Nb+2.9Fe-1Al；

[Al]當(dāng)?shù)挠?jì)算公式：

[Al]當(dāng)＝Al+0.33Sn+0.17Zr+10O。

本申請的有益效果是：

本發(fā)明提供的近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，采用了Ti-Al-Mo-V-Cr-Nb合金，名義化學(xué)成分是Ti-3Al-5Mo-5V-4Cr-2Nb，合理調(diào)整了鋁當(dāng)量和鉬當(dāng)量的比例，使強(qiáng)度和韌性指標(biāo)明顯提高，性能更為優(yōu)良；本申請的近β型高強(qiáng)高韌鈦合金抗拉強(qiáng)度Rm≥1300MPa，屈服強(qiáng)度Rp0.2≥1200MPa，斷裂韌性K_1C≥70MPa·m^-1/2。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳述本申請，但本申請并不局限于這些實(shí)施例。

如無特別說明，本申請的實(shí)施例中的原料均通過商業(yè)途徑購買。

下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，其特征在于：該合金的重量百分比為：Al 2.5％-3.5％，Mo 4％-6％，V 4％-6％，Cr 3％-5％，Nb 1.5％-3％，余量為鈦；該合金中的雜質(zhì)元素：Fe≤0.3％，C≤0.05％，N≤0.04％，H≤0.03％，O≤0.15％。

本申請的近β型高強(qiáng)高韌鈦合金，鉬當(dāng)量[Mo]當(dāng)為10～17，鋁當(dāng)量[Al]當(dāng)≤5；

[Mo]當(dāng)?shù)挠?jì)算公式：

[Mo]當(dāng)＝Mo+0.67V+1.6Cr+0.28Nb+2.9Fe-1Al；

[Al]當(dāng)?shù)挠?jì)算公式：

[Al]當(dāng)＝Al+0.33Sn+0.17Zr+10O。

其中，上述公式中Mo、V、Cr、Nb、Fe、Al、Sn、Zr、O是指鈦合金中各種元素所占合金重量的百分?jǐn)?shù)，如本申請中，公式中的Mo為4-6，Al 2.5-3.5，Mo 4-6，V 4-6，Cr 3-5，Nb 1.5-3。

本申請中近β型高強(qiáng)高韌鈦合金的制備過程如下：

按照上述各合金元素的含量范圍及鉬當(dāng)量和鋁當(dāng)量的要求配置合金原材料，原材料可以選用海綿鈦、Al-85V中間合金、Al-80Mo中間合金、Al-70Nb中間合金、純鋁和純鉻。

按配比成分混料后壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉3次，獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮，切冒口和尾部后，經(jīng)過開坯鍛造、中間多火次變形，最終鍛造或軋制棒材、板材、鍛件等本申請鈦合金的各類半成品，經(jīng)過合適熱處理后的這些合金半成品可以制造工程零部件。

開坯鍛造加熱溫度為1150℃左右，反復(fù)墩粗與拔長的加熱溫度為900℃左右，最終鍛造或軋制的加熱溫度為800℃～850℃。

實(shí)施例1

按重量百分比配料，Al：3％，Mo：5％，V：5％，Cr：4％，Nb：2％，余量為鈦。原材料使用海綿鈦、Al-85V中間合金、Al-80Mo中間合金、Al-70Nb中間合金、純鋁、純鉻。按配比成分混料后壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉3次，獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮，切冒口和尾部后，開坯鍛造加熱溫度為1150℃左右，反復(fù)墩粗與拔長的加熱溫度為900℃左右，在800℃～850℃鍛造成35mm×75mm×600mm的方棒，數(shù)據(jù)見表1。

實(shí)施例2

按重量百分比配料，Al：3％，Mo：6％，V：5％，Cr：3％，Nb：2％，余量為鈦。原材料使用海綿鈦、Al-85V中間合金、Al-80Mo中間合金、Al-70Nb中間合金、純鋁、純鉻。按配比成分混料后壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉3次，獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮，切冒口和尾部后，開坯鍛造加熱溫度為1150℃左右，反復(fù)墩粗與拔長的加熱溫度為900℃左右，在800℃～850℃鍛造成35mm×75mm×600mm的方棒，數(shù)據(jù)見表2。

實(shí)施例3

按重量百分比配料，Al：3％，Mo：5％，V：5％，Cr：3％，Nb：3％，余量為鈦。原材料使用海綿鈦、Al-85V中間合金、Al-80Mo中間合金、Al-70Nb中間合金、純鋁、純鉻。按配比成分混料后壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉3次，獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮，切冒口和尾部后，開坯鍛造加熱溫度為1150℃左右，反復(fù)墩粗與拔長的加熱溫度為900℃左右，在800℃～850℃鍛造成35mm×75mm×600mm的方棒，數(shù)據(jù)見表3。

實(shí)施例4

按重量百分比配料，Al：3％，Mo：5％，V：6％，Cr：4％，Nb：3％，余量為鈦。原材料使用海綿鈦、Al-85V中間合金、Al-80Mo中間合金、Al-70Nb中間合金、純鋁、純鉻。按配比成分混料后壓制成電極，在真空自耗電弧爐中熔煉3次，獲得合金鑄錠。鑄錠扒皮，切冒口和尾部后，開坯鍛造加熱溫度為1150℃左右，反復(fù)墩粗與拔長的加熱溫度為900℃左右，在800℃～850℃鍛造成35mm×75mm×600mm的方棒，數(shù)據(jù)見表3。

以上所述，僅是本申請的幾個(gè)實(shí)施例，并非對本申請做任何形式的限制，雖然本申請以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限制本申請，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本申請技術(shù)方案的范圍內(nèi)，利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許的變動(dòng)或修飾均等同于等效實(shí)施案例，均屬于技術(shù)方案范圍內(nèi)。