[发明专利]一种Ni元素增强的高强耐蚀钛合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Ni元素增强的高强耐蚀钛合金及其制备方法，合金名义成分为Ti‑6Al‑3Nb‑2Zr‑1Mo‑xNi，所述钛合金含有下述质量百分比的组分：5.5～6.5％的Al，2.5～3.5％的Nb，1.5～2.5％的Zr，0.6～1.5％的Mo，0.1～0.5％的Ni，余量为Ti及不可避免的杂质。本发明中的高强耐蚀钛合金是一种新型近α型钛合金，其室温强度与Ti80(Ti‑6Al‑3Nb‑2Zr‑1Mo)合金对比，明显提高。铸态时，室温压缩强度优于铸态Ti80合金，为920‑980MPa；锻态时，其室温拉伸、压缩屈服强度都优于锻态Ti80合金，室温拉伸强度为918.43MPa，室温压缩强度为975.21MPa，该合金有望应用于海洋工程装备，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高强耐蚀钛合金及其制备方法。

背景技术

在当前世界资源日益紧缺的情况下，世界上许多国家都在开发海洋，利用海洋。海洋油气开发，尤其是深水和超深水油气资源勘探开发，已经成为世界各国能源战略的重点领域。为了解决能源供需矛盾，大力开发海洋资源，发展海洋经济已成为许多国家，特别是发达国家和新兴经济体的共同目标。21世纪以及未来很长的时间里，海洋争夺必将成为世界各国发展的重要战略取向。我国是一个经济大国，对能源的需求量大，同时我国是一个海洋大国，海洋资源丰富。因此，加强海洋控制，建设海洋强国，实现海洋经济的创新发展对我国来说具有极其重要的战略意义。为此，发展先进的海洋工程装备意义重大。

考虑到服役环境，海洋工程装备所用材料需要高强度、高韧性等特点。钛及其合金具有较高的比强度和优异的抗蚀性能，尤其对海洋大气环境侵蚀的免疫能力非常出色，是一种优质的轻型结构材料，被称为“海洋金属”，是重要的战略金属材料。其中Ti80 (Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo)合金是我国自主研发的一种新型近α型钛合金，具有高强、高韧等优异的综合性能，目前主要用于深潜器和舰船的耐压壳体。然而，目前海洋工程应用对高强耐蚀钛合金的强度提出了更高的要求，所以需要开发新型的高强耐蚀钛合金。

CN102965541A公开了一种Ti80钛合金标准物质及其制备方法，虽然给出了Ti80钛合金成分，但是并没有涉及到Ni元素的合金体系，而加入Ni与不加入Ni，相应的结构和性能发生何种变化，是否能够达到预期的目标，其并没有给出。

另外，CN107653396A公开了一种高强度耐腐蚀的钛管及其制备方法，以质量分数计，公布的合金组分为：Al：5.5％～5.8％，V：3.2％～ 3.8％，Mo：0.2％～0.25％，Ni：0.4％～0.65％，Fe：0.06％～0.18％， C：0.05％～0.08％，其余为Ti，与本发明设计的合金组分不同，且本发明设计的钛合金强度更高，此外，两者的应用领域也完全不同，前者主要应用于生产化学药品领域，本发明有望应用于海洋工程装备领域。

同时，CN105112722A公开了一种高强高韧钛合金管及其生产方法，公布的合金组分(以质量分数计)为：Al：6.0-7.5％，Mo：1.5-2.5％， Sn：0.5-1.0％，V：2.5-4％，Fe：＜0.08％，Si：＜0.08％，C：＜0.05％， N：＜0.02％，H：＜0.005％，O：＜0.10％，余量为Ti，亦与本发明设计的合金组分不同。其制备钛合金管屈服强度＞780Mpa，本发明锻造后的钛合金屈服强度＞900Mpa，性能更加优异。

发明内容

本发明的目的是提供一种Ni元素增强的高强耐蚀钛合金及其制备方法，该合金为一种近α型钛合金，室温下具有优异的强度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种Ni元素增强的高强耐蚀钛合金名义成分为 Ti-6A1-3Nb-2Zr-1Mo-xNi，含有下述质量百分比的组分：5.5～6.5％的 Al，2.5～3.5％的Nb，1.5～2.5％的Zr，0.6～1.5％的Mo，0.1～0.5％的Ni，余量为Ti及不可避免的杂质。