[發明專利]鈦硅二元合金顯微組織等軸細晶化工藝無效

申請號：	200910113815.X	申請日：	2009-01-12
公開（公告）號：	CN101463455A	公開（公告）日：	2009-06-24
發明（設計）人：	湛永鐘;張新疆	申請（專利權）人：	廣西大學
主分類號：	C22F1/18	分類號：	C22F1/18
代理公司：	廣西南寧公平專利事務所有限責任公司	代理人：	黃永校
地址：	530004廣西壯族***	國省代碼：	廣西;45
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摘要：
搜索關鍵詞：	二元合金顯微組織軸細晶化工
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【說明書】：

一、技術領域

本發明涉及材料熱處理技術領域，特別是一種獲得細等軸狀顯微組織的鈦硅二元合金材料的熱處理工藝。

二、背景技術

鈦合金具有比強度高、塑性好、耐腐蝕、生物相容性優異等優點，在航空航天、航海、汽車、化學工業、生物醫學、休閑行業等領域有著廣泛的應用。Ti-Si共晶系合金的鑄造性能優異，它的熔點較低(共晶成分的合金熔點僅為1350℃)、結晶區間小、流動性好。作為一種新型鑄造鈦合金，它有著與傳統鈦合金不同的強化機制：以韌性的α-Ti作為基體，硬脆相為高熔點、低密度的金屬間化合物Ti₅Si₃。Ti₅Si₃具有復雜的D8₈六方結構(Mn₅Si₃型，a＝0.7444nm，c＝0.5143nm)，其性質類似于陶瓷，可顯著提高合金的強度，尤其是高溫性能。鈦硅共晶合金既有陶瓷材料的熱物理特性，又有優于陶瓷的耐沖擊特點，在這一合金體系中可望制備出高強度、耐熱和抗裂等優良性能的合金材料，有著廣闊的應用前景。但是，鈦硅鑄態合金的顯微組織中Ti₅Si₃相的晶粒取向不同，晶粒分布和大小很不均勻，這將影響合金的使用性能。所以，研究開發細等軸狀的鈦硅二元合金以滿足材料的使用要求是急需解決的問題。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種獲得細等軸狀顯微組織的鈦硅二元合金材料的熱處理工藝方法。此方法有效地消除了鈦硅二元合金原始鑄態材料的顯微組織中條狀或塊狀的Ti₅Si₃相，獲得細等軸狀的Ti₅Si₃晶粒，而且本發明獲得的材料其晶粒尺寸細小、具有工藝簡單等優點。

本發明通過以下技術方案達到上述目的：一種鈦硅二元合金顯微組織等軸細晶化熱處理工藝，其所用原料組份和按重量份用量如下：

純金屬Ti?89-96，

純金屬Si?4-11，

采用上述原料組份及用量制備所述鈦硅二元鑄態合金顯微組織等軸細晶化熱處理工藝如下：

(1)將鑄態鈦硅二元合金放入電阻爐中，然后將電阻爐腔內的溫度以每分鐘5℃的升溫速度從室溫升高到1000-1200℃溫度下保溫120分鐘后關閉電阻爐電源，使合金材料隨爐冷卻到室溫。

(2)將鑄態鈦硅共晶合金放入電阻爐中，然后將電阻爐腔內的溫度以每分鐘4℃的升溫速度從室溫升高到900-1000℃溫度下保溫20分鐘后將合金從爐內取出，在空氣中冷卻到室溫，再重復以上相同的操作5-7次。

(3)將鑄態鈦硅共晶合金放入電阻爐中，然后將電阻爐腔內的溫度以每分鐘4℃的升溫速度從室溫升高到900-1000℃，并在900-1000℃溫度下保持20分鐘后將合金從爐內取出，在空氣中冷卻到室溫，緊接著放入550-750℃的爐腔內保溫40分鐘后關閉電源，隨爐冷卻到室溫，重復以上相同的操作5-7次。

本發明所用的原料純金屬Ti和Si元素純度都在99.9％以上。

本發明具有以下優點和積極作用：

1、可有效地消除鈦硅二元鑄態合金顯微組織中條狀或塊狀的Ti₅Si₃晶粒，獲得的細等軸狀晶粒可提高鈦硅二元合金的性能。