一種含F(xiàn)e和Mn元素的低成本鈦合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鐵合金，特別是設(shè)及一種含化和Mn元素的低成本鐵合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵及鐵合金是上個世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的金屬結(jié)構(gòu)材料，其密度為 4.5g/cm3左右，僅為鋼的58%。鐵合金的比強度高，抗腐蝕性能好，具有優(yōu)良的綜合性能，是 一種重要的新型結(jié)構(gòu)材料。第一個實用的鐵合金是1954年美國研制成功的Ti-6A1-4V合金， 此后，世界上許多國家都認(rèn)識到鐵合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發(fā)。鐵及鐵合金 目前主要用于航天航空和軍事工業(yè)，其它工業(yè)領(lǐng)域使用量非常低。限制鐵合金廣泛推廣的 一個重要原因就是其高昂的生產(chǎn)成本，在其成本結(jié)構(gòu)中，原材料約占總成本的40%。因此，使 用廉價的合金元素(如化、Cr、Mn等)代替較為昂貴的合金元素(如V、Nb、Mo等)強化鐵合金的 性能具有重要的發(fā)展前景。
[0003] 目前常用的鐵合金a穩(wěn)定元素是Al,且Al元素與鐵合金的相互作用機理及其對鐵 合金組織性能的影響的研究已經(jīng)比較成熟。鐵合金用e穩(wěn)定元素主要有:Mo、VXr、Mn、Fe、 Cu、Ni等，Mo、V合金元素在現(xiàn)有鐵合金中的應(yīng)用非常廣泛，合金牌號：TA(10、11、14、15、17、 18、19)、TC(3、4、6、9、10、11、12、16、17、18、19)、TB(2、3、4、5、6、7、8、9、10)等的鐵合金中都 含有不同程度的Mo、V等合金元素。然而，V，Mo等合金元素價格昂貴，提高了鐵合金的制造成 本，不利于鐵合金的應(yīng)用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種含化和Mn元素的低成本鐵合金。
[0005] 本發(fā)明的一種含F(xiàn)e和Mn元素的低成本鐵合金，其特征在于，該合金各組分元素的 質(zhì)量百比為：侶:4.5-6%;鐵:4-6%;儘:4-6%;氧：0.0-0.05%;碳:0.0-0.01%;氮:0.0-0.01〇/〇; 氨001%，余量為鐵。
[0006] 上述含化和Mn元素的低成本鐵合金的制備方法，包括W下步驟： 按照上述各成分范圍配進行配料，配料后將各原料放在箱式電阻爐中150°C下保溫12 h進行烘干，然后將烘干后的原料再置于分瓣式水冷銅相蝸中進行烙煉，控制烙池溫度保持 在1650-1750°C，烙煉時間為3-5min，烙煉4次，煉制成鑄錠，所得鑄錠加熱到800°C，在橫列 式社機上社制成板材，其厚度為6-8mm;對社制得到的板材進行真空退火熱處理，退火溫度 為600°C，保溫時間為化，冷卻方式為空冷，真空退火熱處理后，得到本發(fā)明的一種含F(xiàn)e和Mn 合金元素的低成本鐵合金板材。 本發(fā)明的與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點： 本發(fā)明的一種含F(xiàn)e和Mn元素的低成本鐵合金采用Mn和Fe等元素具有很好的固溶強化 作用，通過金相顯微鏡觀察到合金具有a+e雙相組織;通過廉價的元素(如化，化，Mn等)代替 昂貴元素(如V，Mo,師等），不僅降低了鐵合金制造成本。而且還具有良好的抗蠕變性、焊接 和加工初性。
【具體實施方式】
[0007]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[000引實施例1 將市售的海綿鐵、純侶、純鐵、純儘按表1的成分比進行配料，配制成原料，再將原料放 在箱式電阻爐中15(TC下保溫12 h進行烘干，然后將烘干后的原料再置于分瓣式水冷銅相 蝸中進行烙煉，控制烙池溫度保持在1650-1750°C，烙煉時間為3-5min，烙煉4次煉制成鑄 錠，所得鑄錠加熱到80(TC，在橫列式社機上社制成板材，其厚度為6-8mm，對社制得到的板 材進行真空退火熱處理，退火溫度為600°C，保溫時間為化，冷卻方式為空冷，真空退火熱處 理后，得到本發(fā)明的一種含化和Mn元素的低成本鐵合金板材。
[0009] 將上述低成本鐵合金板材制成標(biāo)準(zhǔn)樣(參照GB/T228.1-2010)進行室溫力學(xué)性能 測試，其力學(xué)性能見表2。

[0010] 由表1和表2中數(shù)據(jù)可W看出，本發(fā)明的低成本鐵合金棒材具有更好的綜合力學(xué)性 能。而且制造成本較低，具有優(yōu)良性價比。
[0011] 實施例2 將市售的海綿鐵、鐵侶中間合金、純銘、純儘按表3的成分比進行配料，配制成原料，配 料后，采用擠壓法將原料制成電極塊，然后將電極塊放在真空等離子箱內(nèi)焊接，焊接后的電 極置于真空自耗電弧爐4次烙煉，電極電弧烙煉制成鑄錠，鑄錠加熱到1050°C，開巧鍛造成 O 45mm的社制棒巧，棒巧加熱到800°C，在橫列式社機上社制成O 20mm的棒材，對社制后的 棒材進行真空退火，退火溫度為600°C，保溫時間為化，冷卻方式為空冷，真空退火熱處理 后，得到本發(fā)明的一種含化和Mn元素的低成本鐵合金棒材。
[0012]將上述低成本鐵合金板棒材制成標(biāo)準(zhǔn)樣(參照GB/T228.1-2010)進行室溫力學(xué)性 能測試，其力學(xué)性能見表4。

[0013]由表3和表4中數(shù)據(jù)可W看出，本發(fā)明的低成本鐵合金棒材具有更好的綜合力學(xué)性 能。而且制造成本較低，具有優(yōu)良性價比。
【主權(quán)項】
1. 一種含F(xiàn)e和Μη元素的低成本鈦合金，其特征在于，該合金各組分元素的質(zhì)量百比為： 鋁：4·5-6%;鐵：4-6%;錳：4-6%;氧：0·0-0·05%;碳：0·0-0·01%;氮：0·0-0·01%;氫：0·0- 0.001%，余量為鈦。2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含F(xiàn)e和Μη元素的低成本鈦合金的制備方法，其特征 在于，該方法包括以下步驟：按照上述各成分范圍配進行配料，配料后將各原料放在箱式 電阻爐中150Γ下保溫12 h進行烘干，然后將烘干后的原料再置于分瓣式水冷銅坩堝中進 行熔煉，控制熔池溫度保持在1650-1750°C，熔煉時間為3-5min，熔煉4次，煉制成鑄錠，所得 鑄錠加熱到800°C，在橫列式乳機上乳制成板材，其厚度為6-8mm;對乳制得到的板材進行真 空退火熱處理，退火溫度為600°C，保溫時間為2h，冷卻方式為空冷，真空退火熱處理后，得 到本發(fā)明的一種含F(xiàn)e和Μη合金元素的低成本鈦合金板材。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含F(xiàn)e和Mn元素的低成本鈦合金，其特征在于，該合金各組分元素的質(zhì)量百比為：鋁：4.5?6%；鐵：4?6%；錳：4?6%；氧：0.0?0.05%；碳：0.0?0.01%；氮：0.0?0.01%；氫：0.0?0.001%，余量為鈦。本發(fā)明的一種含F(xiàn)e和Mn元素的低成本鈦合金采用Mn和Fe等元素具有很好的固溶強化作用。通過廉價的元素（如Fe，Cr，Mn等）代替昂貴元素（如V，Mo，Nb等），不僅降低了鈦合金制造成本。而且還具有良好的抗蠕變性、焊接和加工韌性。
【IPC分類】C22F1/18, C22C14/00, C22C1/03, C22C1/02
【公開號】CN105714150
【申請?zhí)枴緾N201610130527
【發(fā)明人】李重河, 魯雄剛, 王樹森, 程紅偉, 程治瑋, 汪宏斌, 張捷宇, 陳光耀
【申請人】上海大學(xué)