申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2023-09-07

公开（公告）日：2023-11-21

公开（公告）号：CN117089790A

主分类号：C22F1/18

分类号：C22F1/18;C22C1/03;C22C14/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.08#实质审查的生效;2023.11.21#公开

摘要：一种具有细小全片层结构的高铌TiAl合金的蠕变成形短时热处理复合制备方法，本发明涉及高铌TiAl合金技术领域。本发明为了解决目前制备细晶高铌TiAl合金存在能源损耗大、生产周期长，以及存在合金开裂现象的技术问题。方法：熔炼制备获得合金铸锭；在中温条件下恒载，进行蠕变成形；确定蠕变成形后合金的相变温度；进行短时单步热处理，在α单相区温度范围内短时保温并随炉冷却。本发明提供的细晶高铌TiAl合金具有一定的室温塑性。采用蠕变成形技术可以减小能源损耗，提高可控性，仅需较小的载荷，有助于大尺寸构件的加工。应用短时单步热处理法简化了生产工艺，缩短了生产周期，避免了合金开裂。本发明用于制备具有细小全片层结构的高铌TiAl合金。

主权项：1.一种具有细小全片层结构的高铌TiAl合金的蠕变成形短时热处理复合制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：一、按照原子百分比为：42％～45％Al、5％～10％Nb、Mo≤1.5％、Cr≤1.5％和余量的Ti，分别称取纯Ti棒、海绵Ti粒、高纯Al块、高纯Cr粒、Al-Nb中间合金以及Al-Mo中间合金；随后，对称取的金属原材料进行超声波化学清洗，并在干燥箱中烘干；二、熔炼：将步骤一处理的金属原材料放入水冷铜坩埚真空感应凝壳熔炼炉中的铜坩埚内，关闭炉门；进行抽真空处理，当真空度低于5Pa时，向炉内充入高纯氩气直至炉内压力为800Pa，然后进行二次抽真空，当真空度再次低于5Pa时，向炉内充入高纯氩气直至炉内压力为800Pa；控制加热功率为25～45kW进行加热，待高纯Al块开始熔化时，控制加热功率为55～65kW进行加热，待纯Ti棒完全熔化后，控制加热功率为70～80kW进行加热，待所有金属原材料完全熔化后，保持加热功率8～12min，同时进行电磁搅拌；将铜坩埚在1～2s时间内前倾160°，将铜坩埚内合金熔体注入预热的不锈钢模具中；待合金熔体凝固形成铸锭，并冷却至室温后，向炉内充入高纯氩气，打开炉门，取出模具与铸锭，获得高铌TiAl合金铸锭；三、均匀化退火处理：将步骤二获得的高铌TiAl合金铸锭放入热处理炉中，在920～980℃条件下保温30～40h，然后随炉冷却至室温，获得具有粗大片层团的高铌TiAl合金；四、将步骤三获得的具有粗大片层团的高铌TiAl合金切取若干圆柱体，然后进行上下表面打磨，再进行超声清洗，获得圆柱体样品；五、将步骤四处理后的圆柱体样品放在电子蠕变持久试验机的上下压头之间的正中心位置，将三根K型热电偶分别固定在上压头、下压头及圆柱体样品附近区域，实时监测蠕变成形过程中的温度并及时进行温度校正；施加预载荷固定圆柱体样品；关闭保温炉，然后以15～20℃min的速度升温，当达到成形温度850～950℃后，保温30～60min；保温结束后，以85～165Ns的速率加载至成形载荷5500～6000N，保载4～6h，控制总压缩应变量为60％～80％；蠕变变形完成后，在3～5s内卸掉载荷，随炉冷却；冷却至室温后，取出蠕变变形后的样品；获得具有细小的等轴晶显微组织的高铌TiAl合金；六、确定热处理温度：利用差示扫描量热法对步骤五获得的具有细小的等轴晶显微组织的高铌TiAl合金进行分析，获得α相转变温度Tα；七、短时单步热处理：将步骤五获得的具有细小的等轴晶显微组织的高铌TiAl合金放入热处理炉中，然后进行阶梯式升温：以14～20℃min的速度匀速升温至600～620℃，并保持6～10min；然后以10～14℃min的速度匀速升温至Tα～Tα+30℃，并保持5～30min；再随炉冷却至室温，获得所述具有细小全片层结构的高铌TiAl合金。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 一种具有细小全片层结构的高铌TiAl合金的蠕变成形/短时热处理复合制备方法

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