本發明屬于合金材料領域，涉及一種高性價比鈦合金及其制備方法。

背景技術：

tc4是應用最早的鈦合金，是美國于1954年研制成功的，tc4名義成分為ti-6al-4v。由于它的耐熱性、強度、塑性、韌性、焊接性、耐蝕性和生物兼容性均較好，從而得到了廣泛的應用。

但是tc4加工性能和可熱處理性能不太好，故加工成型困難，材料利用率低，導致最終產品的成本高，價格昂貴。

技術實現要素：

本發明的首要目的是提供一種高性價比鈦合金，以較現有技術中廣泛使用的tc4鈦合金材料更容易進行加工，熱處理性能更好，加工成型更容易，性能更優，并可降低生產成本和最終合金材料的價格。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種高性價比鈦合金，所述的鈦合金除主要含有鈦外，還含有重量百分比4-7％的鋁，0.2-2.5％的鐵，0.1-2％的鉻，以及微量的不可避免的雜質，且所述的鈦合金不含有鉬和釩。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種高性價比鈦合金，其中所述的鈦合金還含有重量百分比0.1-2％的錫。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種高性價比鈦合金，其中所述的鈦合金還含有重量百分比0.1-0.5％的硅。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種高性價比鈦合金，其中所述的不可避免的雜質中碳、氫、氧、氮的總重量百分比小于0.4％。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種高性價比鈦合金，其中所述的鈦合金由以下重量百分比的物質組成：鋁4-7％，鐵0.2-2.5％，鉻0.1-2％，錫0.1-2％，硅0.1-0.5％，其余為鈦和不可避免的雜質。

在一種優選的實施方案中，本發明提供一種高性價比鈦合金，其中所述的鐵以鋁鐵中間合金形式加入，所述的鉻以鋁鉻中間合金形式加入，所述的錫以鋁錫中間合金形式加入，所述的硅以鋁硅中間合金形式加入。這樣可以確保合金成分的準確性和均勻性，從而確保合金材料性能的一致性。

本發明的第二個目的是提供如上所述高性價比鈦合金的制備方法，以使鈦合金更容易進行加工，熱處理性能更好；制備得到的鈦合金更加均勻，性能更優；并可降低生產成本和最終合金材料的價格。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供如上所述高性價比鈦合金的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

(1)將組成合金的物質混料后壓制成電極，在真空自耗爐中熔煉兩次或者三次得到合金鑄錠；

(2)鑄錠經扒皮，切去冒口和尾部后，經過開坯鍛造，制成板坯或棒坯，再經過軋制得到板材或者棒材。

在一種優選的實施方案中，本發明提供如上所述高性價比鈦合金的制備方法，其中所述的真空自耗爐中熔煉的真空度為0.1-10pa。

在一種優選的實施方案中，本發明提供如上所述高性價比鈦合金的制備方法，其中所述的開坯鍛造的溫度為1000℃-1100℃。

在一種優選的實施方案中，本發明提供如上所述高性價比鈦合金的制備方法，其中所述的制成板坯或棒坯的溫度為900℃-1100℃。

在一種優選的實施方案中，本發明提供如上所述高性價比鈦合金的制備方法，其中所述的軋制溫度為850-1050℃。

本發明的有益效果在于，利用本發明的高性價比鈦合金，可以較現有技術中廣泛使用的tc4鈦合金材料更容易進行加工，熱處理性能更好，加工成型更容易，性能更優，并可降低生產成本和最終合金材料的價格。而利用本發明的高性價比鈦合金的制備方法，可以使鈦合金更容易進行加工，熱處理性能更好；制備得到的鈦合金更加均勻，性能更優；并可降低生產成本和最終合金材料的價格。

本發明的高性價比鈦合金，不僅價格低廉，而且具有更加優異的力學性能，以及良好的冷熱加工性能，沖壓、鍛造及軋制方便，易切削加工，可以大幅度提高終端產品的成材率及使用壽命。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的具體實施方式作出進一步的說明。

實施例1：各配方鈦合金材料的制備

采用如下方法制備表1中各配方組成的鈦合金材料(各物質含量均為重量百分比含量；各配方鈦合金材料中均不含鉬和釩；各配方不可避免雜質中碳、氫、氧、氮的總重量百分比均小于0.4％)。

按各配方組成配制合金料，將海綿鈦、鋁鐵中間合金、鋁鉻中間合金、鋁錫中間合金、鋁硅中間合金混料后壓制成電極，在真空自耗爐中熔煉兩次或者三次得到合金鑄錠(熔煉真空度要求低于1pa)。鑄錠經扒皮，切去冒口和尾部后，在1050℃開坯鍛造，然后在950℃制成板坯，然后在950℃進行熱軋，將熱軋板經退火后冷軋得到鈦合金板材。

表1不同配方組成的鈦合金材料

實施例2：各配方鈦合金材料的力學性能檢測

將按實施例1的各配方制得的鈦合金板材按國標gb/t228.1-2010制成拉伸試樣，進行室溫下的綜合力學性能測試，測試結果如下表2所示。

表2各配方鈦合金材料的力學性能測試結果

由上述表2中數據可以看出，本發明鈦合金性能優于ti-6al-4v，且不含貴金屬鉬和釩，故而具有較高的性價比。

實施例3：各配方鈦合金材料的制備成本核算

將按實施例1的配方、制備方法制得的鈦合金板進行制備成本核算，并和tc4鈦合金板制備成本相對比，所得結果如下表3所示。

表3各配方鈦合金材料制備成本核算結果

由上述表3中數據可以看出，本發明鈦合金材料制備成本明顯低于ti-6al-4v。

上述實施例只是對本發明的舉例說明，本發明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實施，而不偏離本發明的要旨或本質特征。因此，描述的實施方式從任何方面來看均應視為說明性而非限定性的。本發明的范圍應由附加的權利要求說明，任何與權利要求的意圖和范圍等效的變化也應包含在本發明的范圍內。