[发明专利]含铝和矾且具有高强度和铸造流动性能的低密度钛合金

说明书

技术领域

本发明属于钛合金材料技术领域，特别涉及到一种含铝和矾且具有高强度和铸造流动性能的低密度钛合金。

背景技术

钛合金具有较高的强度、较低的密度以及耐腐蚀性能，已广泛应用于航空、航天、航海、化工和体育休闲领域。一直以来，人们希望能得到更高强度、更高铸造性能的低密度钛合金，从而进一步扩大钛合金的应用。

低密度钛合金具有巨大的市场潜力，如用低密度钛合金制造的高尔夫球杆头可以降低现用钛制球杆头的重量和增加球杆头的体积，以利于提高高尔夫球的飞行距离和击球的准确性。

低密度钛合金是一种轻型材料，特别适合制作高尔夫球杆头，以减轻高尔夫球杆头的重量。在减轻高尔夫球杆头重量的前提下，可以增加球杆头的体积或厚度，从而增加球杆头的强度和刚性，提高球手在击球时的准确性。增加球杆头的强度也就是要增加低密度钛合金的强度，这里所指的强度包含有屈服强度、抗拉强度和硬度等指标。

用于制造高尔夫球杆头的低密度钛合金本研究所已研发多年，如：

①专利申请号为200710189636.5申请了一种新型低密度铸造钛合金材料，通过Al、Mo、V等元素的含量调整，得到Ti-8.7Al-0.5Mo-0.5V，该钛合金材料的构成为：(89.0～91.0)Ti-(8.3～9.0)Al-(0.3～0.8)Mo-(0.3～0.8)V。该钛合金材料的强度很低。

②专利申请号为201010030174.4申请了一种低密度高性能钛合金材料及其制备方法，得到Ti-9Al-1Mo-1V，该钛合金材料的构成为：(87.0～90.0)Ti-(8.35～10.0)Al-(0.75～1.5)Mo-(0.75～1.5)V。虽然该钛合金材料的强度有所提高，但用在高尔夫球杆头上仍显强度较低，特别是该钛合金材料的铸造流动性能有待进一步提高。

③专利申请号为201010142643.1申请了一种低密度高铸造性能钛合金材料及其制备方法，得到Ti-9Al-1Mo，该钛合金材料的构成为：Ti：87.0～91.0％、Al：8.4～10.0％、Mo：0.5～2.0％、以及总量为0～0.8％的(V、Nb、Cr)，其余为不可避免杂质。该钛合金材料的强度较低且铸造流动性能有待进一步提高。

④Ti-6Al-4V是一种具有较高强度的钛合金材料，但该钛合金材料的铸造流动性能较低。铸造流动性能的含义是指：钛合金材料经真空熔炼后，熔化的钛液在铸造用模壳、浇注系统中的流动能力、充型能力，通常以钛液流经标准螺旋型浇道的长度来衡量钛合金材料的铸造流动性能的优劣。

上述专利申请或Ti-6Al-4V的力学性能见下表：