專利名稱：：一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體是一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金。二
背景技術(shù)：
：激光立體成形技術(shù)是近十年來發(fā)展起來的一種先進(jìn)的三維自由增材制造技術(shù)，用于致密金屬零件的快速制造和損傷零件的再生制造(激光成形修復(fù))。目前，激光成形和修復(fù)所選用的材料多為現(xiàn)有合金的粉末材料，合金種類包括鍛造合金、鑄造合金、噴涂用粉末合金等等。但是，激光成形與修復(fù)的工藝過程有別于鍛造、鑄造等加工工藝，因此使用鍛造合金、鑄造合金等來進(jìn)行激光成形與修復(fù)，將形成不同于鍛造和鑄造的顯微組織，進(jìn)而獲得不同于鍛件和鑄件的力學(xué)性能。金屬零件的激光成形與修復(fù)均期望獲得較高的力學(xué)性能，例如，期望激光立體成形件的性能達(dá)到鍛件標(biāo)準(zhǔn)，期望激光修復(fù)鍛件后的性能仍然保持鍛件水平。鈦合金由于其優(yōu)異的綜合性能在航空、航天、航海等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，TC4合金是最為常用的一種鈦合金金。激光立體成形TC4合金直接沉積態(tài)的力學(xué)性能與該合金鍛件相比呈現(xiàn)"高強(qiáng)低塑"的特性，需要進(jìn)行固溶時效熱處理才能使成形件的力學(xué)性能與鍛件相當(dāng)。對于TC4合金鍛件的激光成形修復(fù)，由于零件已加工或使用，使得修復(fù)后熱處理受到限制，如果采用TC4合金粉末來修復(fù)鍛件，激光修復(fù)區(qū)與鍛件基體的性能將存在明顯差異，影響修復(fù)后零件的整體使用性能，特別是疲勞性能。如何使激光修復(fù)區(qū)沉積態(tài)的力學(xué)性能，只經(jīng)過去應(yīng)力退火的簡單熱處理就可以達(dá)到與鍛件相當(dāng)?shù)乃?，是實現(xiàn)鈦合金鍛件高性能修復(fù)所必須解決的問題。解決這個問題的關(guān)鍵就是使激光修復(fù)區(qū)與鍛件基體的力學(xué)性能盡可能得接近。依據(jù)激光立體成形和激光成形修復(fù)技術(shù)的工藝特性，采用TC4合金來進(jìn)行成形或修復(fù)，很難在去應(yīng)力退火后獲得與鍛件相當(dāng)?shù)男阅?，因此研制一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金是獲得高力學(xué)性能的一個重要途徑。三
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的激光直接沉積TC4合金的力學(xué)性能與TC4合金鍛件不匹配的不足，本發(fā)明提出了一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金。本發(fā)明為一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金，包括鈦、鋁和釩，其中，鋁3.6-5.0wt。/。，釩2.1-3.4wt。/。，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。相對于TC4合金來講，本發(fā)明減少了鋁、釩含量，降低了鋁、釩在鈦中的固溶強(qiáng)化作用，本發(fā)明與TC4合金的激光沉積態(tài)性能相比，強(qiáng)度有所降低，塑性有所提高，與TC4合金鍛件的強(qiáng)度和塑性相當(dāng)。所述鈦合金激光沉積態(tài)的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度910980MPa，屈服強(qiáng)度840915MPa，延伸率1317%，斷面收縮率3950%。與TC4合金鍛件標(biāo)準(zhǔn)及實測值的對比如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明不但可以用于激光成形與修復(fù)，而且可以用于電子束沉積成形、電子束堆焊、等離子堆焊、成形等高能束流加工技術(shù)。四附圖1是本發(fā)明所述鈦合金的激光沉積態(tài)顯微組織。附圖2是本發(fā)明所述鈦合金的激光沉積態(tài)顯微組織。附圖3是本發(fā)明所述鈦合金的激光沉積態(tài)顯微組織。五具體實施方式實施例一本實施例激光沉積態(tài)的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度910MPa，屈服強(qiáng)度840MPa，延伸率17.0%，斷面收縮率50%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁3.6wt%，釩2.1%，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。實施例二本實施例激光沉積態(tài)的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度935MPa，屈服強(qiáng)度870MPa，延伸率15.0%，斷面收縮率46%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁3.9wt%，釩2.8%,其余為鈦，并且總量不超過百分之百。實施例三本實施例激光沉積態(tài)的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度980MPa，屈服強(qiáng)度915MPa，延伸率13.0%，斷面收縮率39%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁5.0wt%，釩3.4%，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。實施例四本實施例電子束沉積態(tài)的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度970MPa，屈服強(qiáng)度910MPa，延伸率13.5%，斷面收縮率42%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁4.8wt%，釩3.2%，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。實施例五本實施例電子束堆焊的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度930MPa，屈服強(qiáng)度880MPa，延伸率15.0%，斷面收縮率45%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁3.9wt%，釩2.5%，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。實施例六本實施例等離子堆焊的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度950MPa，屈服強(qiáng)度905MPa，延伸率15.5%，斷面收縮率48%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁4.5wt%，釩3.2%，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。實施例七本實施例等離子成形的室溫力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度940MPa，屈服強(qiáng)度885MPa，延伸率16.0%,斷面收縮率49%。本發(fā)明即一種激光立體成形及修復(fù)專用的鈦合金，所述鈦合金包括鈦、鋁、釩，在本實施例中，各合金組分的配比為鋁4.3wt%，釩3.0%，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。權(quán)利要求1.一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金，包括鈦、鋁和釩，其特征在于，鋁為3.6-5.0wt％，釩為2.1-3.4wt％，其余為鈦。全文摘要本發(fā)明是一種用于激光立體成形和激光成形修復(fù)的鈦合金，包括鈦、鋁和釩，其中，鋁3.6-5.0wt％，釩2.1-3.4wt％，其余為鈦，并且總量不超過百分之百。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的TC4合金，本發(fā)明減少了鋁、釩含量，降低了鋁、釩在鈦中的固溶強(qiáng)化作用，其強(qiáng)度降低，塑性提高，與TC4合金鍛件的強(qiáng)度和塑性相當(dāng)。本發(fā)明提出的鈦合金激光沉積態(tài)的力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度910～980MPa，屈服強(qiáng)度840～915MPa，延伸率13～17％，斷面收縮率39～50％。本發(fā)明不僅能夠用于激光成形與修復(fù)，而且可以用于電子束沉積成形、電子束堆焊、等離子堆焊和成形等高能束流加工技術(shù)。文檔編號C22C14/00GK101603134SQ20091002328公開日2009年12月16日申請日期2009年7月10日優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日發(fā)明者鑫林,蕾薛,靜陳,黃衛(wèi)東申請人:西北工業(yè)大學(xué)