[发明专利]一种高温钛合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高温钛合金，其特征在于高温钛合金按质量百分比由Al：5.5%~7%、Sn：2%~4%、Zr：8%~11%、Mo：0.4%~1.2%、Nb：0.4%~1.5%、W：0.5%~1.5%、Si：0.15%~0.3%和余量的Ti制成。

2.根据权利要求1所述的一种高温钛合金，其特征在于高温钛合金按质量百分比由Al：6%、Sn：3%、Zr：10%、Mo：1%、Nb：1%、W：1%、Si：0.25%和Ti：77.75%制成。

3.如权利要求1所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于高温钛合金的制备方法按以下步骤进行：

一、按高温钛合金中各元素质量百分比为Al：5.5%~7%、Sn：2%~4%、Zr：8%~11%、Mo：0.4%~1.2%、Nb：0.4%~1.5%、W：0.5%~1.5%、Si：0.15%~0.3%和余量的Ti，分别称取纯铝锭、铝硅中间合金、海绵锆、铝钼中间合金、铝铌中间合金、铝钨中间合金、纯锡锭和海绵钛；其中，将海绵钛按质量平均分成五等份，分别为海绵钛一组、海绵钛二组、海绵钛三组、海绵钛四组和海绵钛五组；

二、在水冷铜坩埚真空感应炉中，按顺序逐层依次加入步骤一得称取的海绵钛一组、铝硅中间合金、海绵钛二组、铝钼中间合金、海绵钛三组、海绵锆、海绵钛四组、铝钨中间合金、铝铌中间合金、海绵钛五组、纯铝锭和纯锡锭；在熔炼功率为300~340kW的真空条件下进行熔炼，熔炼后保温9~20min，得到合金熔液；

三、在真空条件下，将步骤一得到的合金熔液浇注到预热温度为200~500℃的圆柱形钢制模具内，冷却后，得到合金铸锭；

四、采用线切割的方法除去步骤三得到的合金铸锭的不平表层，切割成圆柱形，得到圆柱形合金铸锭；

五、在步骤四得到的圆柱形合金铸锭的表面喷涂厚度为0.3~1mm的防氧化涂层，得到带涂层合金铸锭；

六、将步骤五得到的带涂层合金铸锭进行开坯锻造，得到合金锻坯；其中，开坯锻造的具体操作步骤为：①将步骤五得到的涂层合金铸锭预热至温度为1000~1200℃，并在该温度条件下保持20~50min；②将经步骤①处理的涂层合金铸锭置入开坯锻造模具中，在变形速率为0.01S^-1的条件下进行开坯锻造，使开坯锻造后的带涂层合金铸锭的总变形量为50%~70%；③在温度为500~750℃的条件下进行退火，退火时间为2~8h；

七、将步骤六得到的合金锻坯采用线切割的方法去除其两端的不平锻面；

八、在经步骤七处理的合金锻坯的表面喷涂厚度为0.3~1mm的防氧化涂层；

九、将经步骤八处理的合金锻坯进行轧制，轧后空冷，得到高温钛合金；其中，轧制条件如下：轧制温度为1000~1150℃、道次变形量为15%~40%、道次间回火保温时间为8~20min、总变形量40~60%。

4.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤二中在熔炼功率为320kW的真空条件下进行熔炼。

5.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤二中熔炼后保温10min。

6.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤五和步骤八所述的防氧化涂层为钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂。

7.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤六的①步骤中涂层合金铸锭预热至温度为1050℃，并在该温度条件下保持40min。

8.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤六的②步骤中开坯锻造后的涂层合金铸锭的总变形量为60%。

9.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤六的③步骤中在温度为700℃的条件下进行退火，退火时间为4h。

10.根据权利要求3所述的一种高温钛合金的制备方法，其特征在于步骤九中轧制温度为1050℃、道次变形量为20%、道次间回火保温时间为10min、总变形量50%。