專利名稱：：船用鈦合金及制造方法艦船結(jié)構(gòu)件不僅長(zhǎng)期與海水接觸，而且承受著經(jīng)常變化的海水壓力，又要求良好的抗海水應(yīng)力腐蝕性能以及強(qiáng)度、韌性、加工性、焊接性的良好配合。目前的艦船結(jié)構(gòu)件的用材，主要是銅合金B(yǎng)30和不銹鋼等，實(shí)踐證明B30存在著強(qiáng)度低，不耐污染海水腐蝕，抗沖擊性能差，制作雙金屬材料焊接工藝復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)等一系列問題。目前能被艦船選用的合金不多，也不配套。特別是抗拉強(qiáng)度730MPa級(jí)耐蝕鈦合金，國(guó)內(nèi)外尚無此級(jí)別的船用鈦合金。美國(guó)研制的Ti6211合金為860MPa級(jí)合金，此合金加工生產(chǎn)困難，斷裂韌性、應(yīng)力腐蝕性能指標(biāo)較低。蘇聯(lián)船用合金選用48T2、T3、T4、T7等，這些合金強(qiáng)度均在680MPa以下。曾在艦船上試用的TA5(Ti-4Al-0.005B)合金，強(qiáng)度為680MPa級(jí)，而且在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)合金成分局部偏析，鹽應(yīng)力腐蝕性能很低等問題。本發(fā)明的目的，是提供一種船用抗拉強(qiáng)度為730MPa級(jí)中強(qiáng)、高韌鈦合金及制造方法。為了克服現(xiàn)有船用材料的缺點(diǎn)，本發(fā)明船用鈦合金與現(xiàn)用船用TA5合金相比，強(qiáng)度比TA5高50MPa，在具有良好的綜合性能情況下，沖擊韌性和斷裂韌性值分別高出40%和20%，在海水中應(yīng)力腐蝕強(qiáng)度因子為87.6MPaM1/2，比TA5高近一倍，具有良好的焊接性能(焊接系數(shù)為0.9)和良好冷熱加工性能，與TA5比，熱加工溫度低，對(duì)溫度適應(yīng)性強(qiáng)，性能對(duì)氧的敏感性低于TA5。本發(fā)明船用鈦合金為Ti-Al-Mo-Zr系、Ti-2.0～2.9Al-1.5～3.0Mo-0.5～3.0Zr(Ti75A)和Ti-Al-Mo-Zr-V系、Ti-2.5～2.9Al-1.5～2.5Mo-0.5～1.0Zr-0.5～1.5V(Ti75B)，Al含量低于下限時(shí)強(qiáng)度不夠，Al含量高于上限時(shí)，應(yīng)力腐蝕性能、斷裂韌性降低;Mo含量低于下限時(shí)強(qiáng)度不足，含量高于上限時(shí)焊接性能不好;Zr含量低于下限時(shí)強(qiáng)度不足，含量高于上限時(shí)合金成本高，并對(duì)應(yīng)力腐蝕等性能產(chǎn)生不利影響;V含量低于下限時(shí)強(qiáng)度不足，高于上限時(shí)焊接性能不好。本發(fā)明合金的制造，將海綿鈦，中間合金〔Al-Mo(1∶1)，Al-V(1∶1)〕，純金屬，按成分配制合金料，經(jīng)二次真空自耗電弧熔煉后，在880℃～1080℃開坯，850℃～1050℃鍛造，800～950℃軋制，加工成板或棒材。實(shí)施例1用海綿鈦、中間合金(Al-Mo，Al-V)、純金屬為原料，按2.8%Al、2.25%Mo、2.25%Zr配制Ti75A合金料，壓成圓或方電極、再把數(shù)根電極焊接成自耗電極，然后經(jīng)二次真空電弧熔煉后，在880℃～1080℃開坯，加工成板和棒材，總變形量控制在50～80%。其性能如表1～表6所示。實(shí)施例2用海綿鈦，中間合金(Al-Mo，Al-V)，純金屬為原料，按2.7%Al、1.8%Mo、0.7%Zr、0.9%V配制Ti75B合金料，壓成圓或方電極，再把數(shù)根電極焊接成自耗電極，然后經(jīng)二次真空電弧熔煉后，在880℃～1080℃開坯，加工成板和棒材，總變形量控制在50～80%。其力學(xué)性能如下σbσa2δ5ψαk(MPa)(MPa)(%)(%)(KJ/m2)73766820651470腐蝕性能，在60℃3.5%NaCl溶液中，腐蝕速度為5.1×10-4mm/a。表1Ti-75A合金棒材與板材常規(guī)力學(xué)性能</tables>表2Ti-75A合金的焊接性能</tables>＊為焊接接頭彎曲角表3Ti-75A合金的腐蝕性能＊A/BA縫間為石棉橡膠板墊片時(shí)值B縫間無墊片時(shí)值＊＊C/DC指示材料值D偶對(duì)B30值表4Ti-75A及幾種合金的斷裂韌性數(shù)據(jù)比較</tables>權(quán)利要求1.一種新型船用鈦合金，其特征在于這種鈦合金，在合理工藝下，合金具有730MPa的強(qiáng)度，同時(shí)兼有高的斷裂韌性，優(yōu)異的抗海水腐蝕性能及良好的焊接性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的鈦合金，是在鈦基體中加入了鋁、鉬、鋯及釩等元素，其合金組成為Ti-2.0～2.9Al-1.5～3.0Mo-1.5～3.0Zr(Ti75A)和Ti-2.5～2.9Al-1.5～2.5Mo-0.5～1.0Zr-0.5～1.5V(Ti75B)3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的合理工藝，是經(jīng)二次真空電極自耗電弧爐熔煉后，開坯溫度為880～1080℃，熱鍛溫度為850～1050℃。熱軋溫度為820～950℃。4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的鈦合金，原料配制使用小粒度(小于φ12.7mm)海綿鈦和一定數(shù)量的中間合金。全文摘要本發(fā)明的船用鈦合金，是以鈦為基體加入鋁、鉬、鋯及釩的合金。鈦合金原料易得、熔煉加工工藝簡(jiǎn)便。合金在730MPa強(qiáng)度之下，具有高的斷裂韌性、優(yōu)異的耐海水腐蝕性能以及良好的焊接性能。該合金不僅適用于艦船結(jié)構(gòu)材料、而且也可用于化學(xué)工業(yè)及其它工業(yè)部門。文檔編號(hào)C22C14/00GK1061047SQ9010874公開日1992年5月13日申請(qǐng)日期1990年11月2日優(yōu)先權(quán)日1990年11月2日發(fā)明者李佐臣,吳清枝,王為民,吳以琴申請(qǐng)人:西北有色金屬研究院