[发明专利]一种高强耐腐蚀钛合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强耐腐蚀钛合金及其制备方法，本发明提供的钛合金按质量含量计，包括Al 1.0～2.5％、Mn 0.7～2.0％、Zr(0,50％]和余量的Ti。本发明严格控制各元素的含量，Zr与Ti易形成无限固溶体，起到固溶强化的作用；由于Zr作为钝化金属相对于Ti的致钝电位更负，钝化能力更强，更易在合金表面生成钝化膜，合金在多种腐蚀介质中的耐腐蚀性能均得到提升。实验结果表明，本发明提供的高强耐腐蚀钛合金的与相同处理工艺获得的对比合金(Ti‑2Zl‑1.5Mn)相比较，在氯化钠溶液中的抗腐蚀能力提升幅度达33.26～52.63％。

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，特别涉及一种高强耐腐蚀钛合金及其制备方法。

背景技术

钛合金以其高比强度、高比模量、耐腐蚀等一系列优势，具有广泛的应用优势，在海洋工程、航空航天、生物医学、冶金、化工、轻工等诸多领域均得到重视。

钛合金以其所具有的较高强度、良好的成型性能和焊接性能，多采用板材冲压加工成薄壁型零件，并经过焊接制成飞机蒙皮及前进气罩帽等构件的方式，在航空航天工业中得到广泛应用。但是，传统钛合金多通过变形强化手段对材料进行强化，不仅制备方式繁琐，传统钛合金的强度和耐腐蚀性难以满足现阶段工业生产和国防事业的发展需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高强耐腐蚀钛合金及其制备方法。本发明提供的钛合金具有良好的耐腐蚀性和较高强度；本发明中的钛合金无需经过变形处理，在铸态条件下强度和耐腐蚀性就可以满足现阶段工业生产和国防事业发展要求。

本发明提供了一种高强耐腐蚀钛合金，按质量含量计，包括Al 1.0～2.5％、Mn0.7～2.0％、Zr(0,50％]和余量的Ti。

优选的，所述高强耐腐蚀钛合金包括Al 1.0～2.5％、Mn 0.7～2.0％、Zr 10～40％和余量的Ti。

优选的，所述高强耐腐蚀钛合金含有针状α′马氏体相组成的网篮组织和亚稳β相；所述针状α相的宽度为0.62～3.99μm。

本发明还提供了上述技术方案所述的高强耐腐蚀钛合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将合金原料熔炼后得到铸态合金坯；

(2)将所述步骤(1)得到的铸态合金坯进行退火处理，得到退火态坯；

(3)将所述步骤(2)得到的退火态坯进行固溶处理，得到高强耐腐蚀钛合金。

优选的，所述步骤(1)中熔炼为真空电弧熔炼，所述真空电弧熔炼的温度为2000～2500℃。

优选的，所述步骤(1)中熔炼反复进行5次以上。

优选的，所述步骤(2)中退火处理的保温温度为650～700℃，退火处理的保温时间为2～3h，退火处理的冷却方式为随炉冷。

优选的，所述步骤(2)退火处理的保温过程和步骤(3)中固溶处理的保温过程独立地在保护气氛下进行。

优选的，所述步骤(3)中固溶处理的保温温度根据合金原料中锆含量确定，每含1wt.％的Zr保温温度自890～930℃降低2～2.5℃。

优选的，所述步骤(3)中固溶处理的保温温度为800～910℃，固溶处理的保温时间为30～60min，固溶处理的冷却方式为水淬。