[发明专利]一种耐高温钛合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温钛合金，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：B 0.05～0.1％，Si 0.003～0.065％，Al 0.03～0.08％，MnO 0.01～0.06％，余量为Ti，以上各组分的质量百分比之和为100％。本发明还公开了上述钛合金的制备方法，本发明耐高温钛合金中，硅元素或碳化硅有利于提高钛合金的塑性，其加入碳元素，能够显著提高钛合金在熔炼过程中的热稳定性，同时加入硼元素能够与钛元素起到协同作用，大大增加钛合金的硬度，本发明制备的钛合金，可以承受更高的荷载，可以应用在航天、军事等领域。

技术领域

本发明属于有色金属领域，具体涉及一种耐高温钛合金，还涉及上述合金的制备方法。

背景技术

钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼，钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。热处理钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。

钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。含碳量大于0.2％时，会在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用也会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧形成硬度很高的硬化层；氢含量上升，也会形成脆化层。吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15mm，硬化程度为20％～30％。钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。现在钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。现有的钛合金只能应用在航天飞行棋、飞机等壳体等部件，目前，还没有性能优异的钛合金可以应用于发动机材料上面，发动机材料对于钛合金的要求是能够耐高温，最少温度达到600℃以上，同时还有较高的塑性要求，现有的钛合金还不能达到上述要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温钛合金，其具备耐高温、塑性强的特点。

本发明的另一个目的是提供上述钛合金的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种耐高温钛合金，按照质量百分比由以下组分组成：B 0.05～0.1％，Si 0.003～0.065％，Al 0.03～0.08％，MnO 0.01～0.06％，余量为Ti，以上各组分的质量百分比之和为100％。

本发明所采用第一种技术方案的特点还在于，

Si可替换为SiC。

钛合金中Si或SiC与Al的质量比为1:1～10。

钛合金中O的含量不高于0.05％。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种耐高温钛合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：

步骤1、按照质量百分比由以下组分组成：B 0.05～0.1％，Si 0.003～0.065％，Al0.03～0.08％，MnO 0.01～0.06％，余量为Ti，以上各组分的质量百分比之和为100％；

步骤2、将步骤1称取好的原材料混合预热1～2h，将Ti、B和MnO放入熔炼炉内加热熔炼，熔炼2～3h后保温一段时间，再加入Si继续熔炼，熔炼2～3h后保温一段时间，当熔炼炉内温度为1150～1200℃时加入Al，继续熔炼，保温即得本发明的耐高温钛合金。

本发明所采用第二种技术方案的特点还在于，

步骤1中Si可替换为SiC。