[发明专利]一种钒铝钼铌铁中间合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种钒铝钼铌铁中间合金及其制备方法。本发明提供的钒铝钼铌铁中间合金，按质量含量计，包括30～36wt％的V、20～24wt％的Mo、9～13wt％的Nb、5～7wt％的Fe和余量的Al。本发明提供的钒铝钼铌铁中间合金通过设计合金成分，使钒铝钼铌铁中间合金的熔点和密度均接近于基体海绵钛，且成分偏析较小，代替AlMo60、AlV85、AlNb70和金属Fe用于TC27钛合金熔炼时，能够降低与基体海绵钛的熔点差和密度差，有效地防止成分偏析的发生。实验结果表明，本发明提供的钒铝钼铌铁中间合金熔点为1670～1680℃，密度为4.95～5.01g/cm³，成分偏析较小。本发明提供的制备方法简单，易于控制，适用于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，涉及中间合金，尤其是一种钒铝钼铌铁中间合金及其制备方法。

背景技术

TC27钛合金是我国具有自主知识产权的一种新型高强高韧高淬透性的α+β两相钛合金，其名义成分为Ti-5Al-4Mo-6V-2Nb-1Fe，它具有比强度高、断裂韧性高、成形性好和抗应力腐蚀能力强等优点，属于损伤容限型钛合金，能够广泛应用于航空、航天、军工等领域重要承力部件。该合金在一定的热加工工艺下组织可以得到很好的细化，从而获得很好的强化效果和强韧匹配。

目前用于TC27钛合金生产的原材料除了基体海绵钛(熔点：1675℃，密度：4.50g/cm³)之外，还包括AlMo60(熔点：1570℃，密度：4.97g/cm³)、AlV85(熔点：1890℃，密度：5.14g/cm³)、AlNb70(熔点：1630℃，密度：5.19g/cm³)三种二元中间合金和金属Fe(熔点：1535℃，密度：7.87g/cm³)，这五种原材料之间最大熔点差和密度差分别为355℃和3.37g/cm³。TC27钛合金通常采用VAR(真空自耗电弧熔炼)的方式进行熔炼，该方法属于顺序凝固过程，大的熔点差和密度差会造成TC27钛合金严重的成分偏析问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒铝钼铌铁中间合金及其制备方法。本发明提供的钒铝钼铌铁中间合金(熔点：1670～1680℃，密度：4.95～5.01g/cm³)与基体海绵钛(熔点：1675℃，密度：4.50g/cm³)的熔点和密度均接近，用于TC27钛合金熔炼时，能够很好的解决成分偏析问题。

本发明提供了一种钒铝钼铌铁中间合金，按质量含量计，包括30～36wt％的V、20～24wt％的Mo、9～13wt％的Nb、5～7wt％的Fe和余量的Al。

优选地，所述钒铝钼铌铁中间合金包括32～34wt％的V、21～23wt％的Mo、10～12wt％的Nb、5～7wt％的Fe和余量的Al。

优选地，所述钒铝钼铌铁中间合金熔点为1673～1677℃。

优选地，所述钒铝钼铌铁中间合金密度为4.97～4.99g/cm³。

本发明还提供了上述钒铝钼铌铁中间合金的一种制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将Al、V₂O₅、MoO₃、Fe₂O₃和Nb₂O₅进行干燥；

(2)所述步骤(1)按照100份Al、73～83份V₂O₅、39～45份MoO₃、8～12份Fe₂O₃、18～24份Nb₂O₅称取各原材料；