專利名稱：一種550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金的制作方法
一種550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金，涉及一種有色金屬合金材料，用于在高氧化腐蝕環(huán)境中，特別是在高溫流動狀態(tài)下的硝酸溶液中使用的耐腐蝕性合金。
鈦及一般鈦合金通常具有良好的耐腐蝕性能，在氧化性的硝酸溶液中也具有較好的耐腐蝕性能，但在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中，特別是在溶液溫度高于沸點以上，且處于流動狀態(tài)時的硝酸溶液中，其耐腐蝕性能顯著下降。例如，工業(yè)純鈦在沸騰的更換溶液的65％的硝酸溶液中年腐蝕速度超過1.0mm。一些與高溫流動硝酸接觸的裝置，例如核燃料后處理中的元件溶解器、蒸發(fā)器、回收器等采用316、304優(yōu)質(zhì)不銹鋼和工業(yè)純鈦均不能滿足工程設(shè)計要求。日本神戶制鋼所開發(fā)的KS50Ta(Ti-5Ta)合金，其耐腐蝕性能較好，但強(qiáng)度不夠理想。
本發(fā)明的目的是提供一種在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中，特別是在高溫流動狀態(tài)下的硝酸中具有良好的耐腐蝕性新型抗腐蝕鈦合金。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金，其特征在于在鈦金屬基體中同時添加鉭、鋁、鉬元素，其合金重量百分比組成為Ta3～7、Al0.1～0.7、Mo0.2～0.6、余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金具有比工業(yè)純鈦優(yōu)良的力學(xué)性能和抗高溫硝酸的腐蝕性能，在沸騰流動的8MHNO3溶液中，母材和焊縫的腐蝕率小于0.1mm/a，該合金具有中強(qiáng)度和良好的工藝成型及焊接性能，采用目前常規(guī)的工藝可以生產(chǎn)板材、棒材、鍛件、絲材、管材等各種冶金半成品，以滿足工業(yè)設(shè)備的需要，其力學(xué)性能分別達(dá)到σb＝550MPa，σ0.2＝400mPa，δ＝23％，ψ＝50％，αk＝100KJ/m，與日本神戶制鋼所開發(fā)的KS50Ta(Ti-5Ta)合金相比，在腐蝕性能、工藝性能相當(dāng)?shù)臈l件下，強(qiáng)度高出100～200MPa。
本發(fā)明的550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金的制造方法，是將海綿鈦、鋁-鉬和鈦-鉭中間合金、純鋁根據(jù)所需的合金成份配制合金料，壓成電極，再把數(shù)根電極焊接成自耗電極，經(jīng)二次真空電弧熔煉后，經(jīng)開坯、鍛造、軋制、退火制得本發(fā)明的抗腐蝕鈦合金，工藝條件為開坯溫度為900～1100℃，鍛造溫度為850～1050℃，軋制溫度為750～950℃，退火溫度為650～750℃。
本發(fā)明的抗腐鈦蝕合金其成份控制范圍為(wt％)0.1～0.7Al，0.2～0.6Mo，3～7Ta，其余為Ti。Al和Mo含量底于下限強(qiáng)度不夠，高于上限，材料塑性和耐腐蝕性能下降，鉭含量低于下限耐蝕性下降，太高會增加成本。
實施例1用海綿鈦，Al-60％Mo，Ti-40％Ta中間合金，純鋁為原料，按5％Ta，0.5％Al，0.5％Mo配制Ti-55C-1合金料，壓成電極，再把數(shù)根電極焊接成自耗電極，經(jīng)二次真空電弧熔煉后，在950～1100℃開坯，再加工成材，總變形量控制在60～90％之間。其力學(xué)性能見表1。
實施例2用海綿鈦、Al-60％Mo、Ti-40％Ta中間合金，純鋁為原料，按6％Ta、0.3％Al、0.3％Mo配制Ti-55C-2合金料，壓成電極，再把數(shù)根電極焊接成自耗電極，經(jīng)二次真空電弧熔煉后，在900～1050℃開坯，壓力加工成材。合金的力學(xué)性能見表2。
本發(fā)明的550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金(Ti-55C合金)的抗腐蝕性能見表3～6。
本發(fā)明的550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金(Ti-55C合金)與國外同類合金性能比較見表7。
表1 T-55C-1合金力學(xué)性能
<p>表2 T-55C-2合金力學(xué)性能
表7 T1-55C合金與同類合金性能比較
*1在沸騰更換溶液的HNO3溶液中*2日本神戶制鋼開發(fā)的合金，所列性能為該公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
一種550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金，其特征在于在鈦金屬基體中同時添加鉭、鋁、鉬元素，其合金組成為(wt％)Ta3～7、Al0.1～0.7、Mo0.2～0.6、余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
一種550MPa級抗硝酸腐蝕鈦合金，涉及一種有色金屬合金材料，用于在高氧化腐蝕環(huán)境中使用的耐腐蝕合金。其特征在于在鈦金屬基體中同時添加鉭、鋁、鉬元素，合金含量為(wt％)Ta3～7、Al0.1～0.7、Mo0.2～0.6、余量為Ti及不可避免的雜質(zhì)。合金的腐蝕性能、工藝性能好、強(qiáng)度高，是一種理想的耐腐蝕材料。
文檔編號C22C14/00GK1117085SQ95101399
公開日1996年2月21日 申請日期1995年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月15日
發(fā)明者李佐臣, 吳清枝, 趙永慶, 李常亮 申請人:西北有色金屬研究院