[发明专利]一种耐热钛合金

说明书

技术领域

本发明属于钛合金材料技术领域，具体涉及一种耐热钛合金。

背景技术

耐热钛合金的研究，是钛合金领域最为重要的一个方向之一，其主要用于制造航空发动机的压气机和风扇的盘件、叶片和机匣等零件，代替钢或高温合金，可以较明显地减轻发动机的重量，提高了发动机的推重比。国内外对耐热钛合金研究主要包括两个个方面，一个是Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系的近α合金，一个是Ti-Al金属间化合物合金。以Ti-1100、IMI834和Ti60合金为代表的传统Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系耐热钛合金目前发展较为成熟，其Al元素含量一般不超过7wt.％，相关合金已经在航空发动机上得到应用，但该类合金目前最高使用温度为600℃，超过600℃合金的热强性将无法满足使用。Ti-Al中间化合物合金虽然最高可以使用在700℃，但由于其Al含量很高，一般都超过20wt.％，合金具有较低的塑性，加工性能差，制造成本高。所以目前尚无具有明显加工和性能优势的能够在650℃条件下长期使用的耐热钛合金。

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中的不足，提供一种一种耐热钛合金，该耐热钛合金中的铝含量介于传统耐热钛合金中的铝含量和Ti-Al中间化合物合金中的铝含量之间，通过适量牺牲传统耐热钛合金的塑性，提高了钛合金的使用温度，且该耐热钛合金具有良好的综合性能，可以满足在650℃条件下长期使用的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐热钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 10.0％～12.0％,Nb 5.0％～6.0％,Zr 3.0％～4.0％,Mo 1.5％～2.5％,Sn 1.5％～2.5％,Ta 0.5％～1％,Si 0.2％～0.4％,C 0.04％～0.08％，余量为Ti和不可避免的杂质；其中，Al的重量百分含量为Nb的重量百分含量的2倍，且Al的重量百分含量为Nb的重量百分含量、Zr的重量百分含量和Mo的重量百分含量之和，所述耐热钛合金在室温条件下的抗拉强度不低于1100MPa，延伸率不低于5.0％，所述耐热钛合金在温度为650℃条件下的抗拉强度不低于640MPa，延伸率不低于15％，所述耐热钛合金在应力为150MPa，温度为650℃的条件下保持100h后的残余变形量不大于0.2％。

上述的一种耐热钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 10.5％～11.5％,Nb 5.2％～5.8％,Zr 3.2％～3.7％,Mo 1.8％～2.2％,Sn 1.7％～2.2％,Ta 0.6％～0.9％,Si 0.3％,C 0.05％～0.07％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种耐热钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 10％,Nb 5％,Zr 3％,Mo 2％,Sn 1.5％,Ta 0.5％,Si 0.2％,C 0.04％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种耐热钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 12％,Nb 6％,Zr 4％,Mo 2％,Sn 2.5％,Ta 1.0％,Si 0.4％,C 0.08％，余量为Ti和不可避免的杂质。

上述的一种耐热钛合金，其特征在于，由以下重量百分含量的成分组成：Al 11％,Nb 5.5％,Zr 3.5％,Mo 2％,Sn 2.0％,Ta 0.75％,Si 0.3％,C 0.06％，余量为Ti和不可避免的杂质。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明耐热钛合金中的铝含量介于传统耐热钛合金中的铝含量和Ti-Al中间化合物合金中的铝含量之间，通过适量牺牲传统耐热钛合金的塑性，提高了钛合金的使用温度，且该耐热钛合金具有良好的综合性能，可以满足在650℃条件下长期使用的要求。