[发明专利]一种紧固件用钛合金棒及其制备方法、紧固件

说明书

本发明提供了一种紧固件用钛合金棒及其制备方法、紧固件，所述钛合金棒由如下质量分数的成分组成，Nb：3‑3.5％，Zr：1.8‑2.3％，Al：5.5‑6.0％，Mo：0.7‑1.0％，Fe≤0.1％，O≤0.1％，N≤0.05％，C≤0.03％，H≤0.01％，其余为钛及不可避免的杂质。本发明提供的紧固件，其屈服强度为761‑800MPa，抗拉强度为897‑900MPa，延伸率为15.5‑18.5％，在模拟海水(NaCl质量浓度为3.5％,PH＝7.5,温度为30℃)中几乎无腐蚀，同时兼具良好的耐腐蚀性能和强度性能，综合性能良好。

技术领域

本发明属于紧固件用钛合金棒生产技术领域，尤其涉及一种紧固件用钛合金棒及其制备方法、紧固件。

背景技术

紧固件比如螺母就是一种常见的紧固件，可以作为舰船上一种常用的连接紧锁零件，现有的紧固件一般使用钢材质或者纯钛材质制成，但是由于舰船长期在水面(海面)使用，环境潮湿并伴有海水腐蚀(缝隙腐蚀)，其中，钢材质的紧固件耐海洋环境腐蚀性能不佳，纯钛材质的紧固件虽然耐海洋环境腐蚀，但是强度较低。

因此，亟需一种新型紧固件用金属材料，这种紧固件在具备良好海水腐蚀(缝隙腐蚀)性能的前提下，具有较高的强度。

发明内容

本发明提供了一种紧固件用钛合金棒及其制备方法、钛合金螺母，该钛合金方法制作的紧固件具备良好的耐蚀性能和强度，综合性能好。

一方面，本发明提供了一种紧固件用钛合金棒，所述钛合金棒由如下质量分数的成分组成，Nb：3-3.5％，Zr：1.8-2.3％，Al：5.5-6.0％，Mo：0.7-1.0％，Fe≤0.1％，O≤0.1％，N≤0.05％，C≤0.03％，H≤0.01％，其余为钛及不可避免的杂质。

进一步地，所述紧固件用钛合金棒为钛合金六方棒，所述钛合金六方棒的对角顶点间的距离为29-30mm，平行边长度为26-28mm，边宽为16-17mm。

进一步地，所述紧固件用钛合金棒的金相组织为如下任意一种:等轴组织、双态组织，所述等轴组织中α相组织的体积分数＞60％；所述双态组织由α相组织和β相组织组成，所述α相组织的体积分数为30-60％，所述β相组织的体积分数为40-70％。

另一方面，本发明提供了上述的一种紧固件用钛合金棒的制备方法，所述方法包括，

获得钛合金铸锭；所述钛合金铸锭由如下质量分数的成分组成，Nb：3-3.5％，Zr：1.8-2.3％，Al：5.5-6.0％，Mo：0.7-1.0％，Fe≤0.1％，O≤0.1％，N≤0.05％，C≤0.03％，H≤0.01％，其余为钛及不可避免的杂质；

将所述钛合金铸锭加热至1145-1155℃的温度，保温2-6h的时间后，经第一锻造获得正方体坯；

将所述正方体坯加热至990-1010℃的温度，保温2-5h的时间后，经第二锻造获得长方体坯；

将所述长方体坯在相变点以下20℃的温度下，保温1-4h的时间后，经第三锻造后并滚圆，获得直径为120-150mm的圆棒；

将所述圆棒加热至920-940℃的温度，保温1-3h的时间后，经径向锻造获得直径为60-80mm的钛合金棒。

进一步地，所述相变点温度为990-1000℃。

进一步地，所述第一锻造包括三墩三拔，总变形率＞70％；第二锻造包括三墩三拔，总变形率＞65％；第三锻造为二墩二拔，总变形率＞70％。

进一步地，所述第一锻造温度1150±10℃。

进一步地，所述钛合金铸锭的直径为300-750mm。