[發明專利]TiAl基復合材料板材的制備方法

無效

• 申請號: 200910071585.5
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101497082A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 張杰;宋益標;耿林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B47/00;C21D9/46;C21D11/00;B21C37/02;B22F3/12;B21C23/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 榮 玲

技術領域

本發明涉及一種復合材料板材的制備方法。?

背景技術

TiAl基合金是一種新型輕質耐熱結構材料，比重不到鎳基合金的50％，具有輕質、高強、耐蝕、耐磨、耐高溫等優點，經過幾十年的努力，目前TiAl基合金已經進入實用化發展階段，TiAl基合金的鑄件和鍛件主要應用于航空航天發動機的機匣和葉片等部件，而TiAl基合金板材除了有望在航天和軍事領域大量地直接用作結構材料外，還可以用作超塑性成型的預成形材料，制備航空和航天發動機的零部件以及超高速飛行器的翼和殼體等。然而，由于TiAl基合金具有本質脆性，制備TiAl基合金板材的難度很大。另外，TiAl基合金較低的室溫強度、塑性和韌性，也限制了它的實際應用。?

近幾年發展起來的利用純鈦和純鋁箔多層軋制復合和熱處理技術制備TiAl基合金多層復合板方法，為TiAl基合金的制備和應用開辟了新的途徑，但是采用多層軋制復合和熱處理技術制備TiAl基合金多層復合板的研究目前存在以下問題：1、由于純鈦和純鋁箔塑性變形抗力相差很大，在多層復合板材軋制過程中不能保證鈦和鋁的協調變形，使得到的TiAl基合金板材的組織均勻性差；2、采用鈦箔和鋁箔為原始材料，所得到的TiAl基合金板材中組織致密性差，存在嚴重的內氧化現象。?

為了進一步提高TiAl基合金的室溫和高溫中和力學性能，人們又提出了通過在TiAl基合金中加入非連續陶瓷相的復合強韌化法制備出TiAl基復合材料，雖然此方法可明顯提高TiAl基合金的綜合力學性能，但目前所采用復合強韌化法的制備工藝，只能制備出塊體TiAl基復合材料，而塊體TiAl基復合材料需要進行軋制處理后才可使用，造成使用不便，限制了TiAl基復合材料的應用。?

發明內容

本發明為了解決現有工藝制備TiAl基合金存在的組織均勻性差、組織致?密性差，內氧化現象嚴重的問題，而提供了一種TiAl基復合材料的制作方法。?

本發明TiAl基復合材料板材的制備方法按照以下步驟進行：一、將交替疊層的鋁基復合材料板材和純鈦板材，在200～500℃、28～32MPa條件下熱壓0.5～3小時，然后在200～500℃條件下進行熱軋制，即得到多層復合板材；二、步驟一制得的多層復合板材在550～650℃條件下熱處理10～20小時，再在850～950℃條件下熱處理10～20小時，即得到TiAl基復合材料板材。?

本發明的TiAl基復合材料板材以鋁基復合材料板材和純鈦板材為原料，通過多層復合軋制變形加熱處理來制備TiAl基復合材料板材。?

本發明TiAl基復合材料板材制備的優點為：1、本發明方法利用鋁基復合材料與純鈦的塑性變形抗力性能相近的特點，解決了復合材料軋制變形過程中鈦和鋁的協調性問題，本發明的TiAl基復合材料板材的組織均勻性好，TiAl基復合材料板材變形量為58～62％時，純鈦變形量為56～64％，鋁基復合材料變形量為60～64％；2、本發明交替疊層的鋁基復合材料板材和純鈦板材熱壓后的斷面形態電鏡圖斷面形態經電鏡掃描后，由電鏡圖可以看出鋁基復合材料板材和純鈦板材之間界面結合致密良好，組織致密性好，從而確保了本發明的TiAl基復合材料沒有內氧化現象，本發明制備的TiAl基復合材料板材無內氧化現象；3、本發明解決了采用復合強韌化法的制備工藝只能制備出塊體TiAl基復合材料的問題，實現板材型TiAl基復合材料的制備，不用再進行軋制處理，即可使用，使用方便，應用范圍廣。?

附圖說明

圖1為具體實施方式六中交替疊層的鋁基復合材料板材和純鈦板材熱壓后的斷面形態電鏡圖。?

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式TiAl基復合材料板材的制備方法按照以下步驟進行：一、將交替疊層的鋁基復合材料板材和純鈦板材，在200～500℃、28～32MPa條件下熱壓0.5～3小時，然后在200～500℃條件下進行熱軋制，即得到多層復合板材；二、步驟一制得的多層復合板材在500～700℃條件下熱處理5～25小時，再在800～1000℃條件下熱處理5～25小時，即得到TiAl基復合?材料板材。?

本實施方式步驟一中熱壓軋制到板材下壓量為20％～80％為止。?

本實施方式制備的TiAl基復合材料板材變形量為58～62％時，純鈦變形量為56～64％，鋁基復合材料變形量為60～64％。?