[发明专利]一种钇元素改性TB2钛合金

说明书

技术领域

本发明属于钛合金技术领域，具体涉及一种钇元素改性TB2钛合金。

背景技术

TB2是一种亚稳定β型钛合金，具有良好的工艺塑性、较高的强度和断裂韧性、以及深淬透性等优点。TB2钛合金经热处理后，具有高的强度和良好的塑性，在航空、航天领域具有广泛地应用，常用作生产星弹连接带、航空用铆钉和紧固件、超速离心机转头、弹性元件以及固体发动机壳体等零件。TB2钛合金屈强比高，变形抗力较大，不易冷加工变形，通常采用热加工变形工艺来改善合金的组织性能，但是采用TB2钛合金在生产零件的过程中易于出现TB2钛合金的强度与塑性不匹配的问题，导致产品的成品率较低，因此急需寻求具有较高强度与塑性的TB2钛合金，并且它的强度与塑性能够相互匹配，这对于提高TB2钛合金的广泛应用具有重要的推动作用。

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的不足，提供一种钇元素改性TB2钛合金，通过在TB2钛合金中添加稀土元素Y对其进行合金化处理，有效地减少了TB2钛合金晶界处杂质元素C、O、N、H等的分布，一定程度上解决了晶界弱化的问题，提高了TB2钛合金塑性，同时也细化了晶粒，提高了TB2钛合金的强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钇元素改性TB2钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 2.5％～3.5％，Mo 4.7％～5.7％，Cr 7.5％～8.5％，V 4.7％～5.7％，Y 0.005％～0.1％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种钇元素改性TB2钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 3％～3.5％，Mo 5％～5.6％，Cr 7.5％～8.1％，V 5.2％～5.7％，Y 0.05％～0.1％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种钇元素改性TB2钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 3.24％，Mo 5.19％，Cr 8.09％，V 5.21％，Y 0.05％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种钇元素改性TB2钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 3.28％，Mo 5.58％，Cr 7.53％，V 5.68％，Y 0.09％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种钇元素改性TB2钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 3.2％，Mo 5.46％，Cr 7.9％，V 5.42％，Y 0.1％，余量为Ti和不可避免的杂质。

本发明钇元素改性TB2钛合金的制备方法采用钛合金的常规制备方法，具体过程为：首先根据需要选择合适的原料，按设计成分将所述原料混合后压制成电极，然后将所述电极用真空自耗电弧炉经三次熔炼得到合金铸锭，再将所述合金铸锭在液压锻造机上进行开坯锻造、多火次反复镦拔锻造和成形锻造后得到钇元素改性TB2钛合金锻件，最后经固溶处理和过时效处理后得到钇元素改性TB2钛合金板材。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在TB2钛合金中添加稀土元素Y，进行合金化处理，使容易富集在晶界处的C、O、N、H等杂质元素与稀土元素Y作用形成稀土难熔物，有效地减少了杂质元素在晶界处的分布，一定程度上解决了由C、O、N、H等杂质元素引起的晶界弱化问题，从而提高TB2钛合金的室温力学性能。

2、本发明钇元素改性TB2钛合金，由于稀土难熔物的存在，会与TB2钛合金的晶界发生交互作用，细化合金晶粒尺寸，而细小的合金晶粒在受力作用时变形更为均匀，不易发生应力集中，有利于改善TB2钛合金加工工艺及产品性能，有利于TB2钛合金产品的批量化生产，以及提高TB2钛合金产品的成品率。

3、本发明钇元素改性TB2钛合金在添加适量的Y元素后，稀土难熔物阻碍了晶界运动，抑制了晶粒长大，同时由于晶界处原子排列紊乱，位错结构复杂，因此晶粒越细小，晶界就越多，当位错穿过晶界而改变滑移方向时，则需要消耗更多的能量，此时位错滑移变得困难，变形很难传递下去，因此提高了TB2钛合金的抗变形能力，从而提高TB2钛合金的强度及塑性，使TB2钛合金具有较好的综合力学性能。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1钇元素改性TB2钛合金的金相组织图。

图2为本发明实施例2钇元素改性TB2钛合金的金相组织图。

图3为本发明实施例3钇元素改性TB2钛合金的金相组织图。

具体实施方式