[发明专利]用于生产尤其是用于航空工业的高性能部件的钛合金组合物

说明书

本发明涉及一种新的钛合金组合物，该组合物具有高级机械性质，用于制造高性能部件，尤其是用于航空工业，例如起落架元件或涡轮盘。

背景技术

已知的具有高级机械性质的各种类型的钛合金包括很大比例的铝，例如Ti 6-4(6％铝和4％钒)，Ti 8-1-1(8％铝，1％钼，和1％钒)，还有Ti 10-2-3(10％钒，2％铁，和3％铝)，其中百分比表示相对于总重的重量比例。已知钛合金是准β型的(quasi-beta)，具有很大比例的铝以及氧。文献EP 1 302 555中给出了这类合金的一个例子，EP 1 302 555描述了一种具有以下组成的钛合金，用基于总重的百分比表示：

  铝  4.0-6.0  钒  4.5-6.0  钼  4.5-6.0  铬  2.0-3.6  铁  0.2-0.5  锆  0.7-2.0  氧  不超过0.2  氮  不超过0.05  钛  余量

该合金用于在接近β→α+β多晶型转变温度的温度下热锻，然后在部件被加热到接近β→α+β多晶型转变温度的温度的过程中进行热处理，以使得β相出现，与α相共存，接着分段冷却并老化部件。该处理的目的是在成品部件中获得很大比例的β相，以赋予其大的机械强度。在这一方面，诸如钒、钼、铬或铁的元素有助于在部件冷却时稳定β相，从而使其可以将很大比例的合金冷冻在该相中。

但是，促进β相形成通常损害α相(通常占由该合金制成的部件重量的60-70％)，α相提高部件的韧度。为了减轻该缺点，向组合物中加入不可忽略比例的锆以通过与α钛形成固熔体来提高α相在冷却过程中的稳定性，锆与α钛的密度和熔化温度比较类似。

使用该组合物和实施适当的锻造和热处理方法(尤其是冷却，所述冷却促成上述固熔体)使得产生的固体钛部件具有有益的韧度和机械强度之间的折衷。

发明目的

本发明需求一种具有能获得更好的机械性质潜力的新的钛合金组合物。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种钛合金，它尤其适合在接近β→α+β多晶型转变温度的温度下热锻，以及加热到接近所述转变温度的温度进行热处理，除了构成大部分重量比例的钛以外，所述合金还包括至少4重量％的铝，至少0.1重量％的氧，至少0.01重量％的碳，所述合金还包括选自下组的至少一种元素：钒、钼、铬和铁。根据本发明，所述钛合金还包括至少0.1重量％的铪。

本发明人认为与已知的组合物相比，铝和/或氧的比例的增加导致β→α+β多晶型转变温度的提高，从而使得锻造能在更高的温度下进行，从而有利于增强最终部件的机械强度性质。然而，本发明人怀疑上述合金中铝和氧的含量增加会有产生以下现象的风险：在冷却过程中合金的组成成分分离，使得材料更脆。特别地，铝和氧似乎是氧化相沉淀的原因，所述氧化相对于部件的最终机械性能具有不利的影响。