本發(fā)明涉及鈦合金材料領域，具體涉及一種具有冷熱抗疲勞性能的鈦合金材料及其制備方法。
背景技術：
：鈦合金的使用越來越廣泛，對新型鈦合金的顯著需求表現(xiàn)為在室溫下成型復雜形狀原件，改善冷彎、沖壓成型性能，并提供高的冷熱疲勞性能和屈服強度。此外，鈦合金也被要求具有可以各種形式(如箔、絲、板、棒)制造的優(yōu)良的加工性能。而許多此類的應用都會暴露在高溫和腐蝕環(huán)境中，對鈦合金的冷熱疲勞性能的需求越來越高。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種硬度好、強度均勻且拉伸力和屈服力性能優(yōu)良的具有高冷熱疲勞性能的鈦合金材料。本發(fā)明的另一目的在于提供一種硬度好、強度均勻且拉伸力和屈服力性能優(yōu)良的具有高冷熱疲勞性能的鈦合金材料的制備方法。為實現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明提供了一種具有冷熱抗疲勞性能的鈦合金材料，包括以下重量百分比的組份：硅0.6～0.7％、銅0.2～0.3％、鐵0.3～0.5％、鎂0.5～0.6％、鋅0.3～0.5％、錳0.1～0.2％、鋁0.3～0.4％、碳0.01～0.02％、鉻0.05～0.08％和鈦90～95％。在一些實施方式中，具有冷熱抗疲勞性能的鈦合金材料包括以下重量百分比的組份：硅0.6％、銅0.3％、鐵0.4％、鎂0.5％、鋅0.5％、錳0.1％、鋁0.3％、碳0.02％、鉻0.06％和鈦95％。本發(fā)明還提供了一種具有冷熱抗疲勞性能的鈦合金材料的制備方法，包括以下步驟：S1：將鈦和硅投入1000℃高溫烘爐中，進行熔融為鈦硅液；S2：往所述鈦硅液中投入配方量的鐵、銅、鎂、鋅、錳、鋁，在800～900℃下熔融后得到熔融混合液；S3：將所述熔融混合液置于真空中，并在溫度為900～1000℃的條件下進行精煉除氣，得到精煉熔融混合液；S4：將所述精煉熔融混合液靜置預定時間；S5：對所述精煉熔融混合液在線除氣并投入配方量的碳和鉻，進一步熔融得到熔融液；S6：對所述熔融液進行鑄造，形成鈦合金材料。在一些實施方式中，步驟S3之后還包括：S31：對所述精煉熔融混合液進行第一次化驗以檢測除氣效果。在一些實施方式中，步驟S4之后還包括：S41:將所述精煉熔融混合液置于真空中，并在溫度為900～1000℃的條件下進行二次精煉除氣，并進行二次檢測除氣效果。在一些實施方式中，步驟S5之后還包括：S51：對得到的熔融液進行過濾以去除雜質。在一些實施方式中，步驟S4中的預定時間為40～60分鐘。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，有益效果在于：1、本發(fā)明提供的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料，由于硅、鎂、錳、碳的含量配比適中，使得該鈦合金材料的硬度好、強度均勻且拉伸力和屈服力性能優(yōu)良，而且其拉伸強度(25℃MPa)達到400MPa以上，屈服強度(25℃MPa)達到300MPa以上，硬度(500kg力10mm球)達到96度以上。2、本發(fā)明提供的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料，組份中含有的鋁元素和鉻元素能夠加強冷熱疲勞性能，且保證鈦合金材料在結晶體內的完整性和提高材料密度。3、本發(fā)明提供的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料的制備方法中，在真空中高溫除氣，與現(xiàn)有技術的在氮氣中高溫除氣相比，真空中除氣更充分。具體實施方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1本實施例的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料包括以下重量百分比的組份：硅0.6％、銅0.2％、鐵0.3％、鎂0.5％、鋅0.3％、錳0.1％、鋁0.3％、碳0.01％、鉻0.05％和鈦95％。上述具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料的制備方法如下：S1：將鈦和硅投入1000℃高溫烘爐中，進行熔融為鈦硅液；S2：往所述鈦硅液中投入配方量的鐵、銅、鎂、鋅、錳、鋁，在800℃下熔融后得到熔融混合液；S3：將所述熔融混合液置于真空中，并在溫度為900℃的條件下進行精煉除氣，得到精煉熔融混合液；S4：將所述精煉熔融混合液靜置40分鐘；S5：對所述精煉熔融混合液在線除氣并投入配方量的碳和鉻，進一步熔融得到熔融液；S6：對所述熔融液進行鑄造為具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料。實施例2本實施例的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料包括以下重量百分比的組份：硅0.6％、銅0.3％、鐵0.4％、鎂0.5％、鋅0.5％、錳0.1％、鋁0.3％、碳0.02％、鉻0.06％和鈦93％。上述具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料的制備方法如下：S1：將鈦和硅投入1000℃高溫烘爐中，進行熔融為鈦硅液；S2：往所述鈦硅液中投入配方量的鐵、銅、鎂、鋅、錳、鋁，在900℃下熔融后得到熔融混合液；S3：將所述熔融混合液置于真空中，并在溫度為1000℃的條件下進行精煉除氣，得到精煉熔融混合液；S31：對所述精煉熔融混合液進行第一次化驗以檢測除氣效果。S4：將所述精煉熔融混合液靜置60分鐘；S41:將所述精煉熔融混合液置于真空中，并在溫度為1000℃的條件下進行二次精煉除氣，并進行二次檢測除氣效果；S5：對所述精煉熔融混合液在線除氣并投入配方量的碳和鉻，進一步熔融得到熔融液；S51：對得到的熔融液進行過濾以去除雜質；S6：對所述熔融液進行鑄造為具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料。實施例3本實施例的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料包括以下重量百分比的組份：硅0.7％、銅0.3％、鐵0.5％、鎂0.6％、鋅0.5％、錳0.2％、鋁0.4％、碳0.02％、鉻0.08％和鈦90％。上述具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料的制備方法如下：S1：將鈦和硅投入1000℃高溫烘爐中，進行熔融為鈦硅液；S2：往所述鈦硅液中投入配方量的鐵、銅、鎂、鋅、錳、鋁，在850℃下熔融后得到熔融混合液；S3：將所述熔融混合液置于真空中，并在溫度為950℃的條件下進行精煉除氣，得到精煉熔融混合液；S4：將所述精煉熔融混合液靜置一定時間；S5：對所述精煉熔融混合液在線除氣并投入配方量的碳和鉻，進一步熔融得到熔融液；S51：對得到的熔融液進行過濾以去除雜質；S6：對所述熔融液進行鑄造為具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料。實施例4本實施例對實施例1-3中的鈦合金材料在不同溫度環(huán)境下的硬度、拉伸強度和屈服強度進行測試，其中，硬度、拉伸強度和屈服強度的測試方法與現(xiàn)有技術相同，本實施例中不做限定。本實施例的測試結果如下：表1實施例1-3的鈦合金材料的硬度(500kg力10mm球)測試10℃25℃40℃55℃實施例195.4度96.0度96.0度95.9度實施例296.9度98.7度98.5度98.5度實施例397.0度97.1度97.0度96.9度表2實施例1-3的鈦合金材料的拉伸強度測試10℃25℃40℃55℃實施例1398MPa400MPa399MPa398MPa實施例2408MPa410MPa409MPa407MPa實施例3403MPa406MPa405MPa404MPa表3實施例1-3的鈦合金材料的屈服強度測試10℃25℃40℃55℃實施例1299MPa300MPa298MPa298MPa實施例2321MPa325MPa323MPa321MPa實施例3309MPa312MPa308MPa308MPa由以上的測試結果可知，本發(fā)明提供的具有冷熱疲勞性能的鈦合金材料，由于硅、鎂、錳、碳的含量配比適中，使得該鈦合金材料的硬度好、強度均勻且拉伸力和屈服力性能優(yōu)良，而且其硬度(500kg力10mm球)達到98度以上，拉伸強度(25℃MPa)達到400MPa以上，屈服強度(25℃MPa)達到300MPa以上。并且在不同的溫度下，仍能保持較好的硬度、拉伸強度和屈服強度性能，具有優(yōu)良的冷熱疲勞性能。以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出其它變形和改進，都屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3