[发明专利]一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金

说明书

本发明公开了一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金，该钛合金由以下质量百分数的成分组成：Ta 5.0％～7.0％，Al 0.7％～1.5％，Zr 0.2％～2％，Mo 0.6％～1.5％，Nb 0.2％～2％，余量为Ti和不可避免的杂质；该钛合金经退火处理后的抗拉强度为670MPa～750MPa，屈服强度为520MPa～650MPa，在浓度为6mol/L的沸腾硝酸溶液中的腐蚀速率不高于0.08mm/a。本发明通过调整钛合金中各元素的含量，使中等强度耐硝酸腐蚀钛合金具有优异的抗拉强度、屈服强度、耐腐蚀性能和冲击韧性，同时还具备优良的冷热加工性能，能够制成各种加工产品，适用于核工业及化工领域相关装备的制造。

技术领域

本发明属于钛合金技术领域，具体涉及一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金。

背景技术

钛及钛合金具有比强度高、无磁性、热膨胀系数低、耐腐蚀等一系列性能优点，其作为一种重要的金属结构材料不仅被应用于航空航天与海洋工程中，而且在核工业和化工领域中得到广泛的应用。其中，在强氧化性的硝酸溶液中，钛及钛合金具有较好的抗腐蚀性能，特别是含有一定含量钽元素的钛合金，例如日本神户制钢研制的KS50Ta合金、我国研制的Ti35和Ti-55C合金，其抗硝酸腐蚀性能与核用超低碳不锈钢相当，但是KS50Ta、Ti35、Ti-55C等合金的强度较低，抗拉强度一般低于600MPa，只适用于制造管道、罐体容器等部件，无法用于硝酸腐蚀环境中传动类部件的制造。对于KS50Ta、Ti35、Ti-55C这一类耐硝酸腐蚀钛合金，主要通过在表面快速形成钽的氧化物(Ta₂O₅)层来抵抗硝酸对基体的进一步腐蚀，当合金中含有其他合金元素，特别是Al时，将会减缓Ta₂O₅层的形成；随着其他合金元素含量的增加，腐蚀性能将会急剧恶化。

公开号为CN 1117085A的专利中提到了一种550MPa级抗硝酸腐蚀钛合金，具体为Ti-55C合金，该合金是在KS50Ta合金的基础上添加了少量的Al、Mo合金元素，使合金强度提高了100MPa～200MPa，其抗拉强度最高可达到670MPa，屈服强度为451MPa，但其强度依然不满足传动类部件的强度要求(抗拉强度不低于650MPa，屈服强度不低于500MPa)。虽然Ti-55C合金的板材强度最高可达到670MPa，但其屈服强度只有451MPa，不满足传动类部件的强度要求。因此需要一种既有优异的强度，又有优异的耐腐蚀性能的钛合金。

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，提供一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金。该钛合金经退火处理后的抗拉强度为670MPa～750MPa，屈服强度为520MPa～650MPa，在浓度为6mol/L的沸腾硝酸溶液中的腐蚀速率不高于0.08mm/a，既有优异的强度，又有优异的耐腐蚀性能，具有优良的冲击韧性和冷热加工性，满足核工业和化工领域应用的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种中等强度耐硝酸腐蚀钛合金，其特征在于，该钛合金由以下质量百分数的成分组成：Ta 5.0％～7.0％，Al 0.7％～1.5％，Zr 0.2％～2％，Mo 0.6％～1.5％，Nb 0.2％～2％，余量为Ti和不可避免的杂质；所述钛合金经退火处理后的抗拉强度为670MPa～750MPa，屈服强度为520MPa～650MPa，在浓度为6mol/L的沸腾硝酸溶液中的腐蚀速率不高于0.08mm/a。