[发明专利]一种TC4钛合金及其性能优化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种TC4钛合金及其性能优化工艺。

背景技术

钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差，生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。

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。60年代中期，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。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种TC4钛合金及其性能优化工艺，通过优化合金合成过程中的铸造温度和退火温度，以获得性能优异的合金产品。

本发明的技术方案是：一种TC4钛合金，组分的质量分数为：铁≤0.40,碳≤0.60,氮≤0.1,氢≤0.1,氧≤0.6,铝5～7,钒2.5～5，其余为钛。

一种TC4钛合金性能优化工艺，锻造加热温度为840-920℃，退火温度为810-840℃。

本发明的有益效果：TC4合金在两相区等温锻造时，可以得到等轴组织，且随加热温度的升高,合金组织中的初生α相含量减少。等轴α相相对较少，片状α相有所增加。α相由等轴转变为片状,这种组织的塑性有所降低,而断裂韧度有所提高。提高锻造加热温度，TC4合金的室温塑性和冲击韧性逐渐降低，而强度有提高的趋势。断裂韧性随锻造加热温度的提高同样有提高的趋势。TC4钛合金普通退火后的抗拉强度在930~1100MPa之间，其抗拉强度随退火温度的升高呈先降后升的趋势，强度的最低值在700~750℃左右出现。

具体实施方式

实施例1

一种TC4钛合金，组分的质量分数为：铁≤0.30,碳≤0.10,氮≤0.05,氢≤0.015,氧≤0.20,铝5.5～6.8,钒3.5～4.5，其余为钛，将上述原料于840℃下加入4h，后浇注成型，然后在810℃退火即得。

实施例2

一种TC4钛合金，组分的质量分数为：铁≤0.30,碳≤0.10,氮≤0.05,氢≤0.015,氧≤0.20,铝5.5～6.8,钒3.5～4.5，其余为钛，将上述原料于900℃下加入4h，后浇注成型，然后在825℃退火即得

实施例3

一种TC4钛合金，组分的质量分数为：铁≤0.30,碳≤0.10,氮≤0.05,氢≤0.015,氧≤0.20,铝5.5～6.8,钒3.5～4.5，其余为钛，将上述原料于920℃下加入4h，后浇注成型，然后在840℃退火即得。