Ti-51111S合金是一種強度適中、韌性高、焊接性能好的近α型鈦合金。其名義成分為:Ti-5Al-1Zr-1Sn-1V-1Mo-0.08Si。該合金的突出特點是具有良好的斷裂韌性及抗應(yīng)力腐蝕性能,同時又具有良好的室溫蠕變性能,其應(yīng)力腐蝕危險比大于0.7,優(yōu)于船用鈦合金48-OT3(Ti-4Al-0.005B);沖擊韌性約為Ti6Al4V的3倍,強度略低于Ti6Al4V,延展性略高于Ti6Al4V,但可通過調(diào)整氧含量使其強度達到Ti6Al4V的水平;易焊接,可進行大規(guī)格型材的焊接,主要用于艦船制造和海軍工程。
Ti-51111S合金中含有少量硅,這也是目前發(fā)展低成本鈦合金的趨勢。采用硅代替較貴的其它合金元素,以求在性能相當(dāng)?shù)那闆r下降低原材料成本,有利于鈦資源的充分利用,進一步擴大鈦合金的應(yīng)用范圍。
寶雞鈦業(yè)股份有限公司的科研人員對Ti-51111S小鑄錠的熔煉工藝進行了研究,考察中間合金的添加,電極制備方式以及熔煉工藝參數(shù)對Ti-51111S合金成分均勻性的影響,探索出合理的Ti-51111S合金鑄錠工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的工藝制度。試驗表明生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵點為:(1)采用海綿鈦與返回爐料、合金添加劑單塊電極混料方法,并對原料進行均勻化處理,再進行壓制,目的是提高合金元素在自耗電極中原始分布的均勻性,保證鑄錠最終化學(xué)成分的均勻性。(2)電極制備工程中,適當(dāng)降低焊接電流,適當(dāng)提高保護氬氣流量,使用純鈦板條對自耗電極進行拉接加固。(3)選用合適的熔煉電流,尤其是一次電極熔煉電流,較正常熔煉電流偏小。實踐證明,采用上述工藝生產(chǎn)的Ti-51111S合金鑄錠成分均勻,冶金質(zhì)量良好,符合美國ASTM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),可以滿足民用鈦材使用要求。(曉紅)