[发明专利]一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元强化的α＋β两相钛合金，具体涉及一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金。

背景技术

Ti-3Al-2.5V是目前用量最大的中高强冷轧钛管及钛带用材料，冷轧后低温退火是目前常用的提高其强度的方法。Ti-3Al-2.5V钛合金再结晶退火态强度通常低于700MPa，去应力退火态强度一般低于800MPa。如果完全依靠加工硬化获得850MPa以上的高强度，容易导致合金管材塑性的降低及工艺性的显著下降。出于应用领域拓展的需要，进一步提高该类合金的强度成为其重要的发展趋势。

增加合金化元素含量是提高合金强度的基本方法。已有的大量研究已经证明：钛合金中Al元素的含量超过4%时，将会显著降低合金的冷加工性能，而β稳定元素在提高强度的同时对钛合金冷变形能力的损伤较小。因此，提高合金中β稳定元素的含量是设计可冷轧钛合金的优先选则。通常情况下，提高金属材料的强度会带来材料塑性的损失或成本的提高。考虑成本因素，共析型的β稳定元素Cr、Fe比同晶型的β稳定元素Mo、V、Nb更有优势，而且其β稳定作用也更强。但是，对于α+β两相钛合金，该类元素过量添加时容易导致冷加工性的显著下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种适于管材及薄板冷轧加工且具有强度、塑性良好匹配的可冷轧及热处理强化的中高强钛合金。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：Al2%~3.5%，V 1.5%~3%，Cr 0.6%~2.0%，Fe 0.4%~1.2%，O≤0.2%，余量为Ti和不可避免的杂质；所述中高强钛合金是指室温抗拉强度为730MPa~1000MPa的钛合金。

上述的一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：Al 3.0%，V 1.5%，Cr 1.2%，Fe 1.0%，O 0.19%，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：Al 2.0%，V 2.0%，Cr 1.5%，Fe 0.8%，O 0.16%，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：Al 3.5%，V 3.0%，Cr 1.5%，Fe 0.4%，O 0.13%，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：Al 2.5%，V 2.0%，Cr 0.6%，Fe 1.2%，O 0.10%，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：Al 3.0%，V 1.5%，Cr 2.0%，Fe 0.4%，O 0.20%，余量为Ti和不可避免的杂质。

本发明的制备方法为钛合金的常规制备方法：根据需要选择合适的中间合金与海绵钛按设计成分混合压制电极，经真空自耗电弧重熔法得到合金铸锭，合金铸锭在液压锻造机或锻锤等锻造设备上进行开坯锻造，管材制备可选用挤压或穿孔制坯，薄板制备的冷轧坯料在板材轧机上热轧获得，经多道次的冷轧后进行退火或强化热处理得到成品管材或板材。

本发明与现有技术相比具有以下优点：该中高强钛合金冷加工性优良，适于进行管材及板材冷轧加工，退火后强度在730MPa~880MPa之间，强化热处理后强度在850MPa~1000MPa之间，具有较好的塑性；本发明与Ti-3Al-2.5V钛合金相比，该中高强钛合金冷、热加工性相当，同等退火条件下具有更高的强度，可热处理强化，适于进行管材、薄板的冷轧加工，易于生产，满足各应用领域对可冷轧中高强钛合金的要求。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

具体实施方式

本发明一种可冷轧及热处理强化的中高强钛合金，所涉及的中间合金包括铝钒合金、钒铁合金、铬铁合金、金属铬、铝豆、工业铁、氧化钛粉等，所使用的海绵钛为0级或1级。本发明中高强钛合金的重量百分比组成为：Al 2%~3.5%，V 1.5%~3%，Cr 0.6%~2.0%，Fe 0.4%~1.2%，O≤0.2%，余量为Ti和不可避免的杂质。