[发明专利]增材制造用高强度钛合金

说明书

一种增材制造用钛合金，包括：5.5至6.5wt％的铝(Al)；3.0至4.5wt％的钒(V)；1.0至2.0wt％的钼(Mo)；0.3至1.5wt％的铁(Fe)；0.3至1.5wt％的铬(Cr)；0.05至0.5wt％的锆(Zr)；0.2至0.3wt％的氧(O)；最多0.05wt％的氮(N)；最多0.08wt％的碳(C)；最多0.25wt％的硅(Si)；且余量为钛，其中铝结构当量值[Al]_eq在7.5至9.5wt％范围内，并且由以下等式定义：[Al]_eq＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6，并且其中钼结构当量值[Mo]_eq在6.0至8.5wt％范围内，并且由以下等式定义：[Mo]_eq＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5。

技术领域

本申请涉及钛合金，并且更具体地涉及用于增材制造的高强度α-β钛合金。

背景技术

钛合金通常表现出高强度与重量的比率、优异的耐腐蚀性和高温性能。因此，钛合金通常用于航空航天工业，例如制造各种飞行器组件等。

钛合金比较昂贵，并且可能难以机加工成符合航空航天规格的复杂部件。这已导致航空航天工业发展了网状(或近网状)技术，包括增材制造工艺，其可减少所需的机加工量。

Ti-6Al-4V由于其延展性以及相对较高的拉伸强度和剪切强度，是航空航天业中最常用的钛合金之一。对于许多应用，在轧机退火条件下实现所需的Ti-6Al-4V的机械性能。当Ti-6Al-4V处于固溶处理和老化(STA)条件下时，甚至可以获得更大的强度。但是，处于固溶处理和老化(STA)条件下的Ti-6Al-4V制造成本更高，并且限于相对较小的截面。此外，在固溶处理和老化(STA)条件下提高Ti-6Al-4V的强度通常是以延展性为代价的。

因此，本领域技术人员在钛合金和增材制造领域中继续进行研究和开发工作。

发明内容

一种钛合金，包括(例如，基本上由以下成分组成)：5.5至6.5wt％的铝(Al)；3.0至4.5wt％的钒(V)；1.0至2.0wt％的钼(Mo)；0.3至1.5wt％的铁(Fe)；0.3至1.5wt％的铬(Cr)；0.05至0.5wt％的锆(Zr)；0.2至0.3wt％的氧(O)；最多0.05wt％的氮(N)；最多0.08wt％的碳(C)；最多0.25wt％的硅(Si)；且余量为钛，其中，铝结构当量值[Al]_eq在7.5至9.5wt％的范围内，并且由以下等式定义：

[Al]_eq＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6，并且其中，钼结构当量值[Mo]_eq在6.0至8.5wt％的范围内，并且由以下等式定义：

[Mo]_eq＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5。

一种粉末组合物，包括(例如基本上由以下成分组成)：5.5至6.5wt％的铝(Al)；3.0至4.5wt％的钒(V)；1.0至2.0wt％的钼(Mo)；0.3至1.5wt％的铁(Fe)；0.3至1.5wt％的铬(Cr)；0.05至0.5wt％的锆(Zr)；0.2至0.3wt％的氧(O)；最多0.05wt％的氮(N)；最多0.08wt％的碳(C)；最多0.25wt％的硅(Si)；且余量为钛，其中，铝结构当量值[Al]_eq为7.5至9.5wt％，并且由以下等式定义：

[Al]_eq＝[Al]+[O]×10+[Zr]/6，并且其中，钼结构当量值[Mo]_eq为6.0至8.5wt％，并且由以下等式定义：

[Mo]_eq＝[Mo]+[V]/1.5+[Cr]×1.25+[Fe]×2.5。