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CN118028656A - 一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金及其制备方法 - Google Patents

一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金及其制备方法 Download PDF

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CN118028656A
CN118028656A CN202410175088.4A CN202410175088A CN118028656A CN 118028656 A CN118028656 A CN 118028656A CN 202410175088 A CN202410175088 A CN 202410175088A CN 118028656 A CN118028656 A CN 118028656A
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刘向宏
何涛
封媛嘉
柯浩鹏
付杰
尚金金
王凯旋
和永岗
杜予晅
冯勇
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Western Superconducting Technologies Co Ltd
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Western Superconducting Technologies Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种超高强高塑性Ti‑Al‑Mo‑Zr‑Sn‑Cr‑Fe钛合金及其制备方法，该合金按重量百分比，包括5.0～7.0％Al，3.0～5.0％Mo，3.0～5.0％Zr，1.5～2.5％Sn，1.5～3.5％Cr，1.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。其制备方法包括以下步骤：按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合；将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼；将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。本发明可获得具备高强度高塑性的超高强高塑性钛合金，其抗拉强度可达到1500MPa以上，延伸率可达16％以上，断面收缩率可达40％以上。

Description

一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金及其制备 方法
技术领域
本发明属于高性能合金材料技术领域，具体涉及一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金及其制备方法。
背景技术
高强钛合金一般指抗拉强度＞1100MPa的钛合金，在具备高强度的同时还具备良好的塑性、韧性和耐蚀性等优点，是航空航天领域中主要结构材料之一。目前高强钛合金常用的合金化方案是添加大量的Mo、V、Cr、Fe等β稳定元素，如Ti-15V-3Cr-3A1-3Sn(TB5)、Ti-10V-2Fe-3Al(TB6)、Ti-32Mo(TB7)，Ti-5Mo-5V-2Cr-3A1(TB10)，在这些钛合金中，TB10钛合金在1100～1200MPa时有较好塑性，但进一步提高强度则会造成塑性的损失；TB7钛合金强度在800～1000MPa时，延伸率最高可达10％，在热处理强化作用下其强度可达到1300～1400MPa，但塑性几乎消失；即便是目前新型Ti-5553钛合金，其强度在1000～1058MPa时，伸长率可达16％以上，当其强度＞1300MPa时，延伸率＜6％，塑性严重丧失。
随着轻量化、高可靠性和长寿命等设计思想的提出，新一代飞机对高强和高塑性结构件的需求越发迫切，这要求钛合金需要在具备更高强度的同时还要匹配良好的塑性。从现有钛合金的性能可知，通常高强钛合金提高其强度，必然会带来塑性韧性的损失。某些紧固件需要1500MPa甚至更高的强度指标，而现有钛合金的屈服强度一般低于1300MPa，且随着强度的提升塑性会明显下降，严重限制了结构用钛合金在紧固件等高强高塑服役条件下的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金及其制备方法，可获得具备高强度高塑性的超高强高塑性钛合金，其抗拉强度可达到1500MPa以上，延伸率可达16％以上，断面收缩率可达40％以上。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，按重量百分比，包括5.0～7.0％Al，3.0～5.0％Mo，3.0～5.0％Zr，1.5～2.5％Sn，1.5～3.5％Cr，1.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合；
S2，将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼；
S3，将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。
优选的，所述S1中，钛元素以海绵钛方式引入，锆元素以海绵锆方式引入，其他元素以中间合金方式引入，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆的Hf＜0.5％，低Hf海绵锆占海绵锆总重20％～50％。
优选的，所述S2中，三次真空自耗电弧炉熔炼包括以下步骤：
S201，先进行二次VAR熔炼；
S202，将由二次VAR熔炼获得的自耗电极装入强冷却坩埚，并放置于VAR炉熔化站中进行封炉抽空；
S203，熔炼过程中，在已熔自耗电极与坩埚的间隙内采用压力控制方式冲入气体，熔炼电压24～34V，熔炼电流8～16kA，稳弧电流10～20A交流；
S204，当自耗电极剩余重量为70～250kg时开始补缩，并采用流量控制方式冲入气体，熔炼结束后仍通过冲入气体的方式进行冷却，之后将自耗电极进行正常冷却，出炉，最终得到钛合金铸锭。
优选的，所述S4中，锻造工艺包括：将钛合金铸锭修整后，在1080～1200℃的开坯温度进行开坯锻造，保温时间90min，变形量≥30％；然后进行高温锻造+两相区锻造循环锻造，高温锻造温度为920～1000℃，变形量≥30％，两相区锻造温度为830～860℃，变形量≥20％；循环锻造后，在820～870℃温度下进行多火次直拔，得到锻后坯料。
优选的，所述S4中，轧制工艺为：在相变点以下50～130℃进行多道次热轧，变形量71％～88％，得到热轧后坯料。
优选的，所述S4中，固溶时效处理工艺为：在820～880℃固溶2h后水淬至室温，在510～620℃时效4～8h后空冷，得到超高强高塑性钛合金。
优选的，所述S4中，超高强高塑性钛合金抗拉强度可达到1500MPa以上，延伸率可达16％以上，断面收缩率可达40％以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
(1)本发明提供的一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，该合金包括5.0～7.0％Al，3.0～5.0％Mo，3.0～5.0％Zr，1.5～2.5％Sn，1.5～3.5％Cr，1.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，以及极少量杂质，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。该合金中选用的多种β相稳定元素，可有效提高钛合金的强度，同时严格控制配入的O含量和C、H、N、Hf等杂质元素含量，确保该合金的塑性。
(2)本发明提供的一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，包含3～5％的Zr，采用低Hf海绵锆+工业级海绵锆搭配使用，可有效控制合金中的杂质元素＜0.1％。
(3)本发明提供的一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的其制备方法，该合金通过混料、电极块压制、焊接，并采用真空自耗电弧炉逐次进行不同规格的三次熔炼，可以获得高均匀性、晶粒细化的全柱状晶，经920～1000℃的高温锻造与830℃～860℃的两相区循环锻造，并在820～870℃温度下多火次直拔，再经相变点以下50～130℃进行多道次热轧，于820～880℃固溶2h后水淬至室温，在510～620℃时效4～8h后空冷，可获得具备高强度高塑性的超高强高塑性钛合金，其抗拉强度可达到1500MPa以上，延伸率可达16％以上，断面收缩率可达40％以上，满足某些紧固件要求强度1500MPa甚至更高的强度指标，实现了合金强塑性的良好匹配。
附图说明
图1为Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金铸锭宏观组织图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰，下面将结合本发明的附图和实施例，对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，按重量百分比，包括5.0～7.0％Al，3.0～5.0％Mo，3.0～5.0％Zr，1.5～2.5％Sn，1.5～3.5％Cr，1.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合。
该合金熔炼所用的原料中，钛元素以海绵钛方式引入，锆元素以海绵锆方式引入，其他元素以中间合金方式引入，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆的Hf＜0.5％，低Hf海绵锆占海绵锆总重20％～50％。
不同成分元素的配比，按重量百分比，包括5.0～7.0％Al，3.0～5.0％Mo，3.0～5.0％Zr，1.5～2.5％Sn，1.5～3.5％Cr，1.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆占海绵锆总重25％。
该合金中选用的多种β相稳定元素，可有效提高钛合金的强度，同时严格控制配入的O含量和C、H、N、Hf等杂质元素含量，确保该合金的塑性。
包含3～5％的Zr，采用低Hf海绵锆+工业级海绵锆搭配使用，可有效控制合金中的杂质元素＜0.1％。
S2，将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼。
将混合均匀的原料采用大型油压机进行电极块压制，采用非钨极氩气保护，等离子焊箱将电极块焊接为自耗电极；采用真空自耗电弧炉逐次进行不同规格的三次熔炼。
三次真空自耗电弧炉熔炼，包括以下步骤：
S201，先进行二次VAR熔炼。
S202，将由二次VAR熔炼获得的自耗电极装入强冷却坩埚，并放置于VAR炉熔化站中进行封炉抽空。
S203，熔炼过程中，在已熔自耗电极与坩埚的间隙内采用压力控制方式冲入气体，熔炼电压24～34V，熔炼电流8～16kA，稳弧电流10～20A交流。
S204，当自耗电极剩余重量为70～250kg时开始补缩，并采用流量控制方式冲入气体，熔炼结束后仍通过冲入气体的方式进行冷却，之后将自耗电极进行正常冷却，出炉，最终得到钛合金铸锭。
钛合金铸锭为高均匀性、大幅细化晶粒的全柱状晶大规格铸锭。
S3，将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。
锻造工艺包括：将钛合金铸锭修整后，在1080～1200℃的开坯温度进行开坯锻造，保温时间90min，变形量≥30％；然后进行高温锻造+两相区锻造循环锻造，高温锻造温度为920～1000℃，变形量≥30％，两相区锻造温度为830～860℃，变形量≥20％；循环锻造后，在820～870℃温度下进行多火次直拔，得到锻后坯料。
轧制工艺为：在相变点以下50～130℃进行多道次热轧，变形量71％～88％，得到热轧后坯料。
固溶时效处理工艺为：在820～880℃固溶2h后水淬至室温，在510～620℃时效4～8h后空冷，得到超高强高塑性钛合金。
超高强高塑性钛合金，兼具高强度和高塑性，其抗拉强度可达到1500MPa以上，延伸率可达16％以上，断面收缩率可达40％以上。
通过以下实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，按重量百分比计，包括6.0～6.5％Al，3.0～4.0％Mo，3.0～4.0％Zr，1.5～2.0％Sn，1.5～2.5％Cr，1.0～2.0％Fe，0.07～0.10％O，以及极少量杂质，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合。
该合金熔炼所用的原料中，钛元素以海绵钛方式引入，锆元素以海绵锆方式引入，其他元素以中间合金方式引入，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆占海绵锆总重25％。
不同成分元素的配比，按重量百分比计，包括6.0～6.5％Al，3.0～4.0％Mo，3.0～4.0％Zr，1.5～2.0％Sn，1.5～2.5％Cr，1.0～2.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
S2，将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼。
将混合均匀的原料采用大型油压机进行电极块压制，采用非钨极氩气保护，等离子焊箱将电极块焊接为自耗电极；采用真空自耗电弧炉逐次进行不同规格的三次熔炼；
三次真空自耗电弧炉熔炼，包括以下步骤：
S201，先进行二次VAR熔炼。
S202，将由二次VAR熔炼获得的自耗电极装入强冷却坩埚，并放置于VAR炉熔化站中进行封炉抽空；
S203，熔炼过程中，在已熔自耗电极与坩埚的间隙内采用压力控制方式冲入气体，熔炼电压28V，熔炼电流8kA，稳弧电流10～20A交流；
S204，当自耗电极剩余重量为70～250kg时开始补缩，并采用流量控制方式冲入气体，熔炼结束后仍通过冲入气体的方式进行冷却，之后将自耗电极进行正常冷却，出炉，最终得到钛合金铸锭。
钛合金铸锭为高均匀性、大幅细化晶粒的全柱状晶大规格铸锭。
S3，将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。
锻造工艺包括：将钛合金铸锭修整后，在1080℃开坯锻造，然后分别在980℃高温锻造以及830℃的两相区锻造，采取高温+两相区循环进行锻造，然后在825℃温度下进行4火次直拔，得到锻后坯料。
轧制工艺为：将锻后坯料在相变点以下80℃进行多道次热轧，累计变形量71％～88％，得到热轧后坯料。
固溶时效处理工艺为：将热轧后坯料在840℃固溶2h后水淬至室温，在540℃时效6h后空冷，得到超高强高塑性钛合金。
本实施例的组织特征如图1所示，成分如表1中实施例1所示，测得合金力学性能如表2中实施例1所示。
表1Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金不同实施例的化学成分
表2Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金不同实施例的力学性能
实施例2
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，按重量百分比计，包括5.0～6.0％Al，4.0～5.0％Mo，4.0～4.5％Zr，2.0～2.5％Sn，2.5～3.0％Cr，2.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合。
该合金熔炼所用的原料中，钛元素以海绵钛方式引入，锆元素以海绵锆方式引入，其他元素以中间合金方式引入，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆占海绵锆总重35％。
不同成分元素的配比，按重量百分比计，包括5.0～6.0％Al，4.0～5.0％Mo，4.0～4.5％Zr，2.0～2.5％Sn，2.5～3.0％Cr，2.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
S2，将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼。
S3，将混合均匀的原料采用大型油压机进行电极块压制，采用非钨极氩气保护，等离子焊箱将电极块焊接为自耗电极；采用真空自耗电弧炉逐次进行不同规格的三次熔炼；
三次真空自耗电弧炉熔炼，包括以下步骤：
S201，先进行二次VAR熔炼。
S202，将由二次VAR熔炼获得的自耗电极装入强冷却坩埚，并放置于VAR炉熔化站中进行封炉抽空；
S203，熔炼过程中，在已熔自耗电极与坩埚的间隙内采用压力控制方式冲入气体，熔炼电压30V，熔炼电流10kA，稳弧电流10～15A交流；
S204，当自耗电极剩余重量为70～250kg时开始补缩，并采用流量控制方式冲入气体，熔炼结束后仍通过冲入气体的方式进行冷却，之后将自耗电极进行正常冷却，出炉，最终得到钛合金铸锭。
钛合金铸锭为高均匀性、大幅细化晶粒的全柱状晶大规格铸锭。
S3，将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。
锻造工艺包括：将钛合金铸锭修整后，在1100℃开坯锻造，然后分别在1000℃高温锻造以及840℃的两相区锻造，采取高温+两相区循环进行锻造，然后在830℃温度下进行4火次直拔，得到锻后坯料。
轧制工艺为：将锻后坯料在相变点以下90℃进行多道次热轧，累计变形量71％～88％，得到热轧后坯料。
固溶时效处理工艺为：将热轧后坯料在850℃固溶2h后水淬至室温，在550℃时效6h后空冷，得到超高强高塑性钛合金。
本实施例的成分如表1中实施例2所示，测得合金力学性能如表2中实施例2所示。
实施例3
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，按重量百分比计，包括6.5～7.0％Al，4.5～5.0％Mo，4.5～5.0％Zr，2.0～2.5％Sn，3.0～3.5％Cr，2.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，包括以下步骤：
S1，按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合。
该合金熔炼所用的原料中，钛元素以海绵钛方式引入，锆元素以海绵锆方式引入，其他元素以中间合金方式引入，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆占海绵锆总重45％。
不同成分元素的配比，按重量百分比计，包括6.5～7.0％Al，4.5～5.0％Mo，4.5～5.0％Zr，2.0～2.5％Sn，3.0～3.5％Cr，2.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
S2，将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼。
将混合均匀的原料采用大型油压机进行电极块压制，采用非钨极氩气保护，等离子焊箱将电极块焊接为自耗电极；采用真空自耗电弧炉逐次进行不同规格的三次熔炼；
三次真空自耗电弧炉熔炼，包括以下步骤：
S201，先进行二次VAR熔炼。
S202，将由二次VAR熔炼获得的自耗电极装入强冷却坩埚，并放置于VAR炉熔化站中进行封炉抽空；
S203，熔炼过程中，在已熔自耗电极与坩埚的间隙内采用压力控制方式冲入气体，熔炼电压32V，熔炼电流12kA，稳弧电流15～18A交流；
S204，当自耗电极剩余重量为70～250kg时开始补缩，并采用流量控制方式冲入气体，熔炼结束后仍通过冲入气体的方式进行冷却，之后将自耗电极进行正常冷却，出炉，最终得到钛合金铸锭。
钛合金铸锭为高均匀性、大幅细化晶粒的全柱状晶大规格铸锭。
S3，将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。
锻造工艺包括：将钛合金铸锭修整后，在1120℃开坯锻造，然后分别在990℃高温锻造以及850℃的两相区锻造，采取高温+两相区循环进行锻造，然后在830℃温度下进行4火次直拔，得到锻后坯料。
轧制工艺为：将锻后坯料在相变点以下100℃进行多道次热轧，累计变形量71％～88％，得到热轧后坯料。
固溶时效处理工艺为：将热轧后坯料在860℃固溶2h后水淬至室温，在560℃时效6h后空冷，得到超高强高塑性钛合金。
本实施例的成分如表1中实施例3所示，测得合金力学性能如表2中实施例3所示。
对比例1
对实施例1中的方法制得的一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金锻态组织不进行热处理，直接进行性能测试。
本对比例的成分如表1中的对比例1所示，测得的合金力学性能如表2中的对比例1所示。
对比例2
制备一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，按重量百分比计，包括4.5～4.8％的Al，5.2～5.8％的Mo，5.2～5.8％的Zr，2.6～2.9％的Sn，0.5～1.5％的Cr，0.2～1.0％的Fe，0.11～0.18％的O，余量为Ti。
采用实施例1中的方法制备得的Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金在在两相区850～880℃固溶2h后水淬至室温后在500～600℃时效4～8h。
本对比例的成分如表1中对比例2所示，测得合金力学性能如表2中对比例2所示。

Claims (8)

1.一种超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金，其特征在于，按重量百分比，包括5.0～7.0％Al，3.0～5.0％Mo，3.0～5.0％Zr，1.5～2.5％Sn，1.5～3.5％Cr，1.0～3.0％Fe，0.07～0.10％O，还包括杂质，杂质含量按重量百分比控制在，C≤0.01％，Si≤0.01％，N≤0.003％，H≤0.007％，Hf≤0.05％。
2.根据权利要求1所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按照不同成分元素的配比，称取原料后进行充分的混合；
S2，将混合均匀的原料进行电极块压制、焊接，制成自耗电极，进行三次真空自耗电弧炉熔炼；
S3，将所得钛合金铸锭进行锻造、轧制及固溶时效处理，得到超高强高塑性钛合金。
3.根据权利要求2所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，所述S1中，钛元素以海绵钛方式引入，锆元素以海绵锆方式引入，其他元素以中间合金方式引入，其中，海绵锆为低Hf海绵锆和工业级海绵锆搭配使用，低Hf海绵锆的Hf＜0.5％，低Hf海绵锆占海绵锆总重20％～50％。
4.根据权利要求2所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，所述S2中，三次真空自耗电弧炉熔炼包括以下步骤：
S201，先进行二次VAR熔炼；
S202，将由二次VAR熔炼获得的自耗电极装入强冷却坩埚，并放置于VAR炉熔化站中进行封炉抽空；
S203，熔炼过程中，在已熔自耗电极与坩埚的间隙内采用压力控制方式冲入气体，熔炼电压24～34V，熔炼电流8～16kA，稳弧电流10～20A交流；
S204，当自耗电极剩余重量为70～250kg时开始补缩，并采用流量控制方式冲入气体，熔炼结束后仍通过冲入气体的方式进行冷却，之后将自耗电极进行正常冷却，出炉，最终得到钛合金铸锭。
5.根据权利要求2所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，所述S3中，锻造工艺包括：将钛合金铸锭修整后，在1080～1200℃的开坯温度进行开坯锻造，保温时间90min，变形量≥30％；然后进行高温锻造+两相区锻造循环锻造，高温锻造温度为920～1000℃，变形量≥30％，两相区锻造温度为830～860℃，变形量≥20％；循环锻造后，在820～870℃温度下进行多火次直拔，得到锻后坯料。
6.根据权利要求2所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，所述S3中，轧制工艺为：在相变点以下50～130℃进行多道次热轧，变形量71％～88％，得到热轧后坯料。
7.根据权利要求2所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，所述S3中，固溶时效处理工艺为：在820～880℃固溶2h后水淬至室温，在510～620℃时效4～8h后空冷，得到超高强高塑性钛合金。
8.根据权利要求2所述的超高强高塑性Ti-Al-Mo-Zr-Sn-Cr-Fe钛合金的制备方法，其特征在于，所述S3中，超高强高塑性钛合金抗拉强度可达到1500MPa以上，延伸率可达16％以上，断面收缩率可达40％以上。
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