專利名稱：一種用于鈦合金制備的五元素中間合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種合金，尤其涉及一種用于制備鈦合金的中間合金。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，鈦合金在各個(gè)エ業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的需求越來(lái)越大，例如航空エ業(yè)。為了滿足航空エ業(yè)對(duì)結(jié)構(gòu)材料的減重、防腐、耐久和低成本要求，航空エ業(yè)所使用的鈦合金趨向于高強(qiáng)度、高韌性、高淬透性，隨之鈦合金的組成元素也趨于向多元化、高含量發(fā)展。由于鈦合金的主要合金元素一般都含有Mo、V、Cr、Nb等高熔點(diǎn)元素，如果這些元素以金屬單質(zhì)的形式加入，因其熔點(diǎn)高低不同，熔煉時(shí)電極塊中各原料的融化速率也會(huì)不同，易導(dǎo)致電極掉塊，熔煉電流難以控制，影響熔煉過(guò)程的穩(wěn)定。另外，目前鈦合金主要使用 真空自耗方式熔煉鑄錠，由于熔池尺寸的局限，很難做到將Mo、V、Cr、Nb等高熔點(diǎn)高密度元素在有限的熔池內(nèi)進(jìn)行充分的融化、攪拌以保證鑄錠成分均勻，而合金中的上述各元素不能實(shí)現(xiàn)均勻化將會(huì)導(dǎo)致鈦合金中出現(xiàn)如圖I所示的高密度夾雜，還會(huì)出現(xiàn)如圖2所示的“ β斑”缺陷。為了降低Mo、V、Cr、Nb等高熔點(diǎn)元素在熔煉過(guò)程中融化不充分帶來(lái)的隱患，鈦合金的鑄錠生產(chǎn)一般采用50Al-50Mo、50Al-50V、35Al-65Nb等ニ元中間合金的方式加入合金元素。但對(duì)于多元素高含量的鈦合金而言，要想滿足其元素配比要求，Al-Mo, Al-V、Al-Nb等ニ元中間合金中，高熔點(diǎn)高密度元素的含量要有明顯提高。由相圖基礎(chǔ)知識(shí)可知，這將明顯增加Al-Mo、Al-V、Al-Nb等ニ元中間合金的熔點(diǎn)和成分不均勻性，例如Al-Mo相圖顯示15A1-85MO ニ元合金的熔點(diǎn)(2480°C )僅比純Mo的熔點(diǎn)(2610°C )低130°C，因此在熔煉多元素高含量鈦合金過(guò)程中使用ニ元中間合金將重新加大高熔點(diǎn)高密度元素融化不充分的隱患，降低其使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種用于鈦合金制備的五元素中間合金，該五元素中間合金用于制備多元素高含量鈦合金，其能夠使得多元素高含量鈦合金的制備過(guò)程實(shí)現(xiàn)合金化均勻，此外還能夠降低多元素高含量鈦合金的制備成本。根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了ー種用于鈦合金制備的五元素中間合金，其各化學(xué)元素的質(zhì)量百分配比為Mo :23-33%,V :23-33%,Cr :12-22%,Fe 1. 5-2. 5%,余量為Al和其他不可避免的雜質(zhì)。所述用于鈦合金制備的五元素中間合金為顆粒狀，粒度為O. 25 6mm。由金屬學(xué)原理可知，當(dāng)兩種或兩種以上金屬元素形成合金時(shí)，主要會(huì)發(fā)生共晶、勻晶和包晶反應(yīng)。對(duì)于共晶反應(yīng)而言該合金的熔點(diǎn)將低于形成該合金的各組元單質(zhì)元素的熔點(diǎn)。對(duì)于勻晶和包晶反應(yīng)而言該合金的熔點(diǎn)將介于形成該合金的組元單質(zhì)元素的熔點(diǎn)之間。根據(jù)這ー原理，本發(fā)明所述的技術(shù)方案將Al、Mo、V、Cr、Fe元素按照一定比例融合反應(yīng)，得到ー種熔點(diǎn)介于660°C (Al的熔點(diǎn))至2610°C (Mo的熔點(diǎn))之間的五元素中間合金。本發(fā)明所述的五元素中間合金在用于制備多元素高含量鈦合金吋，由于該五元素中間合金的熔點(diǎn)約為1800°C，大大低于金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)，因此在鈦合金熔煉過(guò)程中避免了由于金屬單質(zhì)熔點(diǎn)不一致導(dǎo)致的熔煉電流不穩(wěn)定的現(xiàn)象，提高了熔煉過(guò)程的穩(wěn)定性并有效地降低了高熔點(diǎn)元素Mo、V、Cr形成高密度夾雜偏析缺陷的概率，從而保證了鈦合金鑄錠和鈦材的成分均勻性。此外本技術(shù)方案采用ー種中間合金即可達(dá)到多種中間合金配合才能制備出多元素高含量鈦合金的目的，從而提高了生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。


圖I顯示了鈦合金中的高密度夾雜缺陷。
圖2顯示了鈦合金中的β斑缺陷。圖3顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例I中的五元素中間合金制備的鈦合金的顯微組織。圖4顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例2中的五元素中間合金制備的鈦合金的顯微組織。圖5顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例3中的五元素中間合金制備的鈦合金的顯微組織。圖6顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例4中的五元素中間合金制備的鈦合金的顯微組織。圖7顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例5中的五元素中間合金制備的鈦合金的顯微組織。圖8顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例6中的五元素中間合金制備的鈦合金的顯微組織。
具體實(shí)施例方式表I列出了本技術(shù)方案的實(shí)施例1-3中各化學(xué)元素的配比。表I. (wt 余量為雜質(zhì))
權(quán)利要求
1.一種用于鈦合金制備的五元素中間合金，其特征在于，其各化學(xué)元素的質(zhì)量百分配比為Mo :23-33%,V :23-33%,Cr :12-22%,Fe 1. 5-2. 5%, 余量為Al和其他不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求I所述的用于鈦合金制備的五元素中間合金，其特征在于，其為顆粒狀，粒度為O. 25 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鈦合金制備的五元素中間合金，其各化學(xué)元素的質(zhì)量百分配比為Mo23-33％，V23-33％，Cr12-22％，F(xiàn)e1.5-2.5％，余量為Al和其他不可避免的雜質(zhì)。采用本發(fā)明所述的五元素中間合金制備多元素高含量鈦合金時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)合金化均勻且制造成本低。
文檔編號(hào)C22C1/03GK102828057SQ20111015793
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者徐鋒, 楊昭, 王寧, 閔新華, 計(jì)波 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司