[发明专利]一种船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金制备工艺

说明书

本发明公开了一种船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金制备工艺，包括以下步骤：步骤一：称取以下重量百分比原料：Al 3.0‑5.0%、Cr2.5‑3.5%、Mo 0.4‑1.6%、Sc 0.8‑1.2%、Ce 0.1‑0.5%、Fe 0.02‑0.08%、余量为Ti。本发明添加的Cr能够细化晶粒，对钛合金起到强化作用，改善合金的强度、韧性，Mo可进一步提高合金的韧性，但Mo含量过高冲击韧性反而降低，因此控制在0.4‑1.6%，本发明添加Sc能够促进次生α相由细小针状变成棒状，合金抗裂纹形成和扩展的能力提高，冲击韧性可显著提高，添加Ce可细化晶粒尺寸。

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，具体涉及一种船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金制备工艺。

背景技术

船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具，另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇,内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统，外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料，而钛合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金，钛有两种同质异晶体：钛是同素异构体，熔点为1668℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α-钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β-钛，钛合金具有强度高、热强度高、抗蚀性好、低温性能好等优点，因此可应用在船舶领域。

中国专利文献(公告号：CN107058800B)公开了一种中强度耐蚀可焊止裂钛合金，所述的钛合金按照质量百分数由以下组分组成：α稳定元素Al 3.0-7.0％；β稳定元素Mo、V、Nb和Ni共1.5-4.5％；中性元素Zr和Sn共0.5-3.0％；Si元素0.01～0.3％；余量为Ti和不可避免的杂质；其中，Mo的质量百分数为0-1％、V的质量百分数为0-3％、Nb的质量百分数为0-1％和Ni的质量百分数为0.5％；Zr的质量百分数为0-2％、Sn的质量百分数为0-3％，该钛合金强度虽得到一定提高，但冲击韧性较差，强度、冲击韧性得不到相协调，易出现裂纹，继而影响整体性能。

中国专利文献(公告号：CN106636739B)公开了一种海洋工程用中等强度高冲击韧性钛合金，由以下质量百分比的成分组成：Al 1.5％～3.5％，Zr 0.5％～3％，Mo 0.5％～2％，Nb 0.5％～3％，余量为Ti和不可避免的杂质，该钛合金强度、冲击韧性虽得到改善，但不同的材料以及制备工艺不同，对钛合金的性能影响很大，基于此，本发明经过进一步研究，制备出强度、冲击韧性相协调，性能更佳的钛合金。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：称取以下重量百分比原料：Al 3.0-5.0％、Cr2.5-3.5％、Mo 0.4-1.6％、Sc 0.8-1.2％、Ce 0.1-0.5％、Fe 0.02-0.08％、余量为Ti；

步骤二，将步骤一中原料进行混合，随后采用激光同步送粉设备利用单向扫描制备预钛合金材料，再将预钛合金材料先进行超声冲击，随后进行热处理工艺，即得本发明的船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金。

优选地，所述船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金由以下以下重量百分比原料组成：Al 4.0-5.0％、Cr3.0-3.5％、Mo 0.8-1.6％、Sc 1.0-1.2％、Ce 0.3-0.5％、Fe 0.04-0.08％、余量为Ti。

优选地，所述船舶用强度冲击韧性相协调的钛合金由以下以下重量百分比原料组成：Al 4.0％、Cr3.0％、Mo 1.0％、Sc 1.0％、Ce 0.3％、Fe 0.05％、余量为Ti。