本發(fā)明屬于合金材料領(lǐng)域，涉及一種高性?xún)r(jià)比鈦合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

tc4是應(yīng)用最早的鈦合金，是美國(guó)于1954年研制成功的，tc4名義成分為ti-6al-4v。由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、焊接性、耐蝕性和生物兼容性均較好，從而得到了廣泛的應(yīng)用。

但是tc4加工性能和可熱處理性能不太好，故加工成型困難，材料利用率低，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的成本高，價(jià)格昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的是提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，以較現(xiàn)有技術(shù)中廣泛使用的tc4鈦合金材料更容易進(jìn)行加工，熱處理性能更好，加工成型更容易，性能更優(yōu)，并可降低生產(chǎn)成本和最終合金材料的價(jià)格。

為實(shí)現(xiàn)此目的，在基礎(chǔ)的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，所述的鈦合金除主要含有鈦外，還含有重量百分比4-7％的鋁，0.2-2.5％的鐵，0.1-2％的鉻，以及微量的不可避免的雜質(zhì)，且所述的鈦合金不含有鉬和釩。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，其中所述的鈦合金還含有重量百分比0.1-2％的錫。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，其中所述的鈦合金還含有重量百分比0.1-0.5％的硅。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，其中所述的不可避免的雜質(zhì)中碳、氫、氧、氮的總重量百分比小于0.4％。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，其中所述的鈦合金由以下重量百分比的物質(zhì)組成：鋁4-7％，鐵0.2-2.5％，鉻0.1-2％，錫0.1-2％，硅0.1-0.5％，其余為鈦和不可避免的雜質(zhì)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種高性?xún)r(jià)比鈦合金，其中所述的鐵以鋁鐵中間合金形式加入，所述的鉻以鋁鉻中間合金形式加入，所述的錫以鋁錫中間合金形式加入，所述的硅以鋁硅中間合金形式加入。這樣可以確保合金成分的準(zhǔn)確性和均勻性，從而確保合金材料性能的一致性。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供如上所述高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，以使鈦合金更容易進(jìn)行加工，熱處理性能更好；制備得到的鈦合金更加均勻，性能更優(yōu)；并可降低生產(chǎn)成本和最終合金材料的價(jià)格。

為實(shí)現(xiàn)此目的，在基礎(chǔ)的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供如上所述高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

(1)將組成合金的物質(zhì)混料后壓制成電極，在真空自耗爐中熔煉兩次或者三次得到合金鑄錠；

(2)鑄錠經(jīng)扒皮，切去冒口和尾部后，經(jīng)過(guò)開(kāi)坯鍛造，制成板坯或棒坯，再經(jīng)過(guò)軋制得到板材或者棒材。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供如上所述高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，其中所述的真空自耗爐中熔煉的真空度為0.1-10pa。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供如上所述高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，其中所述的開(kāi)坯鍛造的溫度為1000℃-1100℃。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供如上所述高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，其中所述的制成板坯或棒坯的溫度為900℃-1100℃。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供如上所述高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，其中所述的軋制溫度為850-1050℃。

本發(fā)明的有益效果在于，利用本發(fā)明的高性?xún)r(jià)比鈦合金，可以較現(xiàn)有技術(shù)中廣泛使用的tc4鈦合金材料更容易進(jìn)行加工，熱處理性能更好，加工成型更容易，性能更優(yōu)，并可降低生產(chǎn)成本和最終合金材料的價(jià)格。而利用本發(fā)明的高性?xún)r(jià)比鈦合金的制備方法，可以使鈦合金更容易進(jìn)行加工，熱處理性能更好；制備得到的鈦合金更加均勻，性能更優(yōu)；并可降低生產(chǎn)成本和最終合金材料的價(jià)格。

本發(fā)明的高性?xún)r(jià)比鈦合金，不僅價(jià)格低廉，而且具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能，以及良好的冷熱加工性能，沖壓、鍛造及軋制方便，易切削加工，可以大幅度提高終端產(chǎn)品的成材率及使用壽命。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作出進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1：各配方鈦合金材料的制備

采用如下方法制備表1中各配方組成的鈦合金材料(各物質(zhì)含量均為重量百分比含量；各配方鈦合金材料中均不含鉬和釩；各配方不可避免雜質(zhì)中碳、氫、氧、氮的總重量百分比均小于0.4％)。

按各配方組成配制合金料，將海綿鈦、鋁鐵中間合金、鋁鉻中間合金、鋁錫中間合金、鋁硅中間合金混料后壓制成電極，在真空自耗爐中熔煉兩次或者三次得到合金鑄錠(熔煉真空度要求低于1pa)。鑄錠經(jīng)扒皮，切去冒口和尾部后，在1050℃開(kāi)坯鍛造，然后在950℃制成板坯，然后在950℃進(jìn)行熱軋，將熱軋板經(jīng)退火后冷軋得到鈦合金板材。

表1不同配方組成的鈦合金材料

實(shí)施例2：各配方鈦合金材料的力學(xué)性能檢測(cè)

將按實(shí)施例1的各配方制得的鈦合金板材按國(guó)標(biāo)gb/t228.1-2010制成拉伸試樣，進(jìn)行室溫下的綜合力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表2所示。

表2各配方鈦合金材料的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果

由上述表2中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明鈦合金性能優(yōu)于ti-6al-4v，且不含貴金屬鉬和釩，故而具有較高的性?xún)r(jià)比。

實(shí)施例3：各配方鈦合金材料的制備成本核算

將按實(shí)施例1的配方、制備方法制得的鈦合金板進(jìn)行制備成本核算，并和tc4鈦合金板制備成本相對(duì)比，所得結(jié)果如下表3所示。

表3各配方鈦合金材料制備成本核算結(jié)果

由上述表3中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明鈦合金材料制備成本明顯低于ti-6al-4v。

上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，本發(fā)明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的要旨或本質(zhì)特征。因此，描述的實(shí)施方式從任何方面來(lái)看均應(yīng)視為說(shuō)明性而非限定性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由附加的權(quán)利要求說(shuō)明，任何與權(quán)利要求的意圖和范圍等效的變化也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。