一种Ti-Nb-Fe-O高阻尼合金及其制备方法

摘要

本发明涉及一种Ti-Nb-Fe-O高阻尼合金及其制备方法。本发明通过将原子Fe加入Ti-Nb合金制成Ti-Nb-Fe基体，再通过表面氧固溶处理，使氧通过可控的气氛扩散进入Ti-Nb-Fe基体合金，形成明显的氧固溶层，在单一βTi相基体中形成了表面氧化区、中部双相区和芯部氧富集固溶的β-Ti区三个新的区域。合金成分为：Ti为60-75%，Nb为10-16%，Fe为10-25%，O原子固溶量为0.05-0.10%。该合金具有良好的阻尼特性。该合金制备方法成本低、效率高、加工简单，且组分精确可控。该合金适合应用在服役环境温度较高的阻尼结构部件。

主权项

一种Ti‑Nb‑Fe‑O高阻尼合金及其制备方法，其特征在于：Ti‑Nb‑Fe‑O高阻尼合金首先通过制备Ti‑Nb‑Fe基体合金，最后通过O原子扩散进入基体合金进行固溶热处理制成；合金成分所占Ti‑Nb‑Fe‑O高阻尼合金质量百分比为：Ti为60‑75%，Nb为10‑16%，Fe为10‑25%，O原子固溶量为0.05‑0.10%，其制备步骤如下：一.基体合金熔炼按照Ti‑Nb‑Fe基体合金配比在真空度为0.005‑0.01Pa、氩气保护的高真空电弧熔炼炉中先熔炼Ti‑Nb中间合金，然后再加入Fe熔炼成Ti‑Nb‑Fe基体合金；二.基体合金真空热处理将获得的Ti‑Nb‑Fe基体合金置于真空度为0.01‑0.02Pa真空热处理炉中，真空热处理温度为850‑950℃，热处理时间为1‑1.5小时，使Ti‑Nb‑Fe基体合金充分均匀化；三. 基体合金冷轧变形处理将均匀化处理后的Ti‑Nb‑Fe基体合金在冷轧机上冷轧变形，然后置于真空度为0.01‑0.02Pa的真空退火炉中，在退火温度为800‑850℃条件下再结晶处理1‑1.5小时，以消除基体合金冷轧变形过程中产生的内应力和变形组织；四.基体合金表面处理将冷轧变形处理后的Ti‑Nb‑Fe基体合金经水砂纸抛光，抛光后进行酸洗，以获得平整、洁净的表面； 五.基体合金表面氧化热处理将表面处理后的Ti‑Nb‑Fe基体合金置于管式热处理炉中，在氩‑氧混合气氛下，经炉温为800‑900℃氧化热处理1‑1.5小时，获得一定厚度的表面氧化层；六.固溶热处理将表面氧化处理的合金置于真空度为0.01‑0.02Pa的真空热处理炉中，经温度为800℃真空固溶热处理3‑4小时，即获得具有氧富集固溶的β‑Ti区的Ti‑Nb‑Fe‑O高阻尼合金。