[发明专利]低密度高强度钛合金铸铁材料

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种低密度高强度钛合金铸铁材料。

背景技术

在铁钢中加入各种金属和非金属元素，能创造出各种不同性能，钛比重低，仅为4.5克/毫升，熔点又高，为1690℃，又易氧化，在钢液面上被氧化烧掉很多，损失太大，又不易控制含量，并且单体金属制取工艺复杂，生产成本高，价格昂贵等等，因此不适合以纯金属和非金属单体状态在炼钢时直接加入钢液中。钛铁合金在钢铁工业中的应用仅次于硅、锰、铬铁合金，在钢中加入一定量的钛铁合金，可以细化晶粒，显著提高钢的力学性能，而且价格低，特别适合于炼钢和生产各种高科技材料中使用。因此铁合金成为炼钢和新材料工业中的重要材料。

随着冶金工业的发展，钢质量的提高、品种的增加，对钛铁合金的质量及品种的要求越来越高。目前，我国生产的钛铁合金铸铁主要采用的是普通的钛铁合金，产品中的杂质含量较高，力学性能受到了限制，无法满足高质量不锈钢以及军工、航空航天领域等钢种的使用要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种低密度高强度钛合金铸铁材料，能够降低钛合金铸铁材料的密度，优化钛铁合金的力学性能，使得钛合金铸铁材料具有强度高、比强度大、密度低等性能，同时具有优良的耐温耐热性、耐腐蚀性，且成本低、材料损耗少。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低密度高强度钛合金铸铁材料，所述低密度高强度钛合金铸铁材料由外层和芯部组成，所述外层包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：33.0%-36.0%，C：7.9%-8.5%，Si：4.3%-4.5%，Pb：3.8%-4.2%，Al：0.3%-0.5%，Mn：0.9%-1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述芯部包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：30.0%-32.0%，C：7.0%-7.5%，Si：4.0%-4.2%，Pb：3.0%-3.5%，Al：0.1%-0.3%，Mn：0.6%-0.8%，余量为Fe及不可避免的杂质。

在本发明一个较佳实施例中，所述不可避免的杂质包括S、P、W和B，其含量小于等于0.35%。

在本发明一个较佳实施例中，所述S的含量小于等于0.025%，所述P的含量小于等于0.025%，所述W的含量小于等于0.1%，所述B的含量小于等于0.2%。

本发明的有益效果是：通过对合金元素的合理优化匹配，外层与芯部的复合，能够降低钛合金铸铁材料的密度，优化钛铁合金的力学性能，使得钛合金铸铁材料具有强度高、比强度大、密度低等性能，同时具有优良的耐温耐热性、耐腐蚀性，且成本低、材料损耗少。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

一种低密度高强度钛合金铸铁材料，所述低密度高强度钛合金铸铁材料由外层和芯部组成，所述外层包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：33.0%-36.0%，C：7.9%-8.5%，Si：4.3%-4.5%，Pb：3.8%-4.2%，Al：0.3%-0.5%，Mn：0.9%-1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述芯部包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：30.0%-32.0%，C：7.0%-7.5%，Si：4.0%-4.2%，Pb：3.0%-3.5%，Al：0.1%-0.3%，Mn：0.6%-0.8%，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述不可避免的杂质包括S、P、W和B，其含量小于等于0.35%。

所述S的含量小于等于0.025%，所述P的含量小于等于0.025%，所述W的含量小于等于0.1%，所述B的含量小于等于0.2%。

实施例一：

一种低密度高强度钛合金铸铁材料，所述低密度高强度钛合金铸铁材料由外层和芯部组成，所述外层包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：33.0%，C：7.9%，Si：4.3%，Pb：3.8%，Al：0.3%，Mn：0.9%，S：0.02%，P：0.02%，W：0.1%，B：0.2%，余量为Fe；所述芯部包括按质量百分比组成的下列成分：Ti：30.0%，C：7.0%，Si：4.0%，Pb：3.0%，Al：0.1%，Mn：0.6%，S：0.015%，P：0.015%，W：0.08%，B：0.16%，余量为Fe。

实施例二：