[发明专利]一种铸态细晶高强度钛锆铝铌合金及其制备方法

摘要

一种铸态细晶高强度钛锆铝铌合金，它的化学成分质量百分比为Zr：10～40、Al：5.6～6.5、Nb：6.25～7.26、Ti：46.8～77.4％，其它为不可避免的杂质；上述合金制备方法主要是将锆与铌放入熔炼炉中，抽真空至8.5×10^‑3Pa，充入氩气，至少熔炼6遍，制得锆铌中间合金；将锆铌中间合金与钛和铝放入电弧炉中，抽真空至8.5×10^‑3Pa，充入氩气，在160～190A熔炼为液态合金，在200～240A熔炼2～3分钟，在280～300A熔炼3～5分钟，在1～1.8bar的调整坩埚冷却水的压强，至少反复熔炼6遍以上。本发明不需要锻造变形、生产周期短、制造成本低、制备的铸态细晶高强度钛锆铝铌合金力学性能好。

主权项

一种铸态细晶高强度钛锆铝铌合金，其特征在于：它的化学成分质量百分比wt％为Zr：10～40、Al：5.6～6.5、Nb：6.25～7.26、Ti：46.8～77.4，其它为不可避免的杂质；所述铸态细晶高强度钛锆铝铌合金的制备方法包括如下步骤：(1)中间合金的配制：将金属锆与金属铌洁净并干燥后，放入真空非自耗熔炼炉中的水冷铜坩埚内，铜坩埚内壁预先进行清理并用酒精擦拭干净，避免引入其他杂质，熔炼过程中，利用真空系统将炉腔内真空度抽至8.5×10^‑3Pa，接着充入高纯氩气作为保护气体，对锆铌中间合金进行常规熔炼，至少反复熔炼6遍以确保锆铌中间合金成分均匀；(2)钛锆铝铌合金的制备：将步骤(1)的锆铌中间合金与金属钛和金属铝放入真空非自耗电弧炉的水冷坩埚中进行熔炼，熔炼的工艺程序为，将炉腔内真空度抽至8.5×10^‑3Pa，接着充入高纯氩气作为保护气体，对钛锆铝铌合金进行熔炼；①首先在160～190A的电流下将原料熔炼为液态合金熔 体，接着在200～240A的电流下熔炼2～3分钟，接着采用在280～300A的电流下熔炼3～5分钟；②在1～1.8bar的范围内调整水冷铜坩埚冷却水的压强，通过改变冷却水的压强可间接调整水冷铜坩埚冷却水的流动速度为0.4～0.6m/s，达到调整水冷铜坩埚的冷却能力，实现合金熔体凝固冷却速率的控制达到300～400℃/min；③在熔炼铸钛锆铝铌合金时，至少要反复熔炼6遍以上，确保钛锆铝铌合金铸锭的成分均匀。