一种超高强异质结构钛合金及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种超高强异质结构钛合金，其特征在于，按质量百分比计，合金成分组成如下：al 2.5～4％，v 4～6％，mo 5～8％，余量为ti及其它一些不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的超高强异质结构钛合金，其特征在于，所述超高强异质结构钛合金，其合金微观组织由(α β)双相钛基体与β单相钛纤维构成，其中(α β)双相钛基体中α相体积分数为60～80％，β单相钛纤维直径为10～50μm，纤维间距为50～100μm。3.根据权利要求1或2所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按设计合金成分称取ti粉、alv中间合金粉、mo粉混合，获得混合粉末，将混合粉末压制成型，获得压坯棒料，将压坯棒料进行烧结，得到烧结坯棒料，对烧结坯棒料进行热旋锻加工，得到异质结构钛合金棒材，再对热旋锻钛合金棒材进行去应力退火，得到超高强异质结构钛合金；所述热旋锻加工的过程为，先进行单相区初锻，再进行双相区终锻。4.根据权利要求3所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，所述ti粉粒径为20～50μm，alv中间合金粉粒径为15～30μm，mo粉粒径为1～5μm。5.根据权利要求3所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，所述混合在三维混料机中于氩气气氛的保护下进行，所述混合的时间为5～10h。6.根据权利要求3所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，所述压制成型的方式为冷等静压成型，所述压制成型的压强为180～250mpa，保压的时间为1～3min。7.根据权利要求3所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，所述烧结在真空环境下进行，所述烧结的温度为1100～1250℃，保温的时间为1～2h，真空度低于1
×
10
‑3pa。8.根据权利要求3所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，所述单相区初锻温度为1000～1100℃，初段变形量为30～50％；终锻温度为900～950℃，终锻变形量为85～98％。9.根据权利要求3所述的超高强异质结构钛合金的制备方法，其特征在于，所述去应力退火温度为300～400℃，保温时间为30
‑
60min。

技术总结
本发明公开了一种超高强异质结构钛合金及其制备方法，所述钛合金成分为2.5～4％的Al，4～6％的V，5～8％的Mo，余量为Ti。该合金由(α β)双相钛基体与β单相钛纤维构成，双相钛基体中α相体积分数为60～80％，β单相钛纤维直径为10～50μm，纤维间距为50～100μm。其制备方法为：(1)按合金成分混合Ti粉、AlV中间合金粉及Mo粉；(2)对混合粉末冷等静压得到压坯棒料；(3)对压坯棒料进行真空烧结得到烧结坯棒料；(4)对烧结坯棒料进行热旋锻加工得到异质结构钛合金棒材；(5)进行去应力退火得到超高强异质结构钛合金。本发明通过控制Mo元素的不完全扩散形成纤维异质结构，使钛合金抗拉强度超过1600MPa，同时可维持5％以上的延伸率，相比于现有高强钛合金力学性能提升显著。相比于现有高强钛合金力学性能提升显著。相比于现有高强钛合金力学性能提升显著。


技术研发人员：曹远奎 刘彬 刘咏
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/11/4