[發(fā)明專利]一種具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110391443.4
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102392171A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉勇;孔凡濤;張樹志
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/03;B22D27/04;B22D27/15
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 金永煥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高鈮鈦鋁合金及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著航空、航天技術(shù)以及汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，飛行器和運(yùn)輸工具速度的提高，對輕質(zhì)、高強(qiáng)高溫結(jié)構(gòu)材料的性能提出了更高的要求。由于TiAl金屬間化合物具有：密度低、高的比強(qiáng)度和比彈性模量、良好的抗蠕變及抗氧化能力等突出特點(diǎn)，使其成為航空、航天以及汽車工業(yè)發(fā)動機(jī)等耐熱結(jié)構(gòu)部件極具競爭力的材料。高Nb合金元素的添加可以進(jìn)一步提高TiAl合金的高溫強(qiáng)度、抗蠕變及抗氧化的能力，提高了使用溫度，使高Nb-TiAl合金成為最具應(yīng)用前景的TiAl合金。但是Nb元素的添加在帶來高溫強(qiáng)度增加的同時(shí)進(jìn)一步降低了TiAl合金的塑性變形能力、提高了變形抗力，不利于板材的制備。普通高Nb-TiAl合金在熱機(jī)械處理過程中通常需要2～3次包套鍛造，增加了加工工藝和生產(chǎn)成本，因此現(xiàn)有的高Nb-TiAl合金存在變形能力差得問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決因此現(xiàn)有的高Nb-TiAl合金存在變形能力差得問題，而提供一種具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金及其制備方法。

一種具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金按原子百分比由40％～49％Al、6％～9％Nb、4％～7％Cr、0.03％～0.4％Y和余量為Ti熔煉而成。

一種具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金的制備方法，具體是按以下步驟完成的：一、配料：按原子百分比40％～49％Al、6％～9％Nb、4％～7％Cr、0.03％～0.4％Y和余量為Ti配比材料；二、熔煉：將步驟一配比的材料在溫度為1500℃～1700℃、真空度為0.5×10^-2MPa～1.5×10^-2MPa的條件下熔煉均勻，并在溫度為1500℃～1700℃、真空度為0.5×10^-2MPa～1.5×10^-2MPa的條件下保溫8min～30min，得到穩(wěn)定的合金熔體；三、澆鑄：首先將澆鑄模具在200℃～300℃下預(yù)熱3h～5h，得到預(yù)熱后的澆鑄模具，然后將步驟二得到穩(wěn)定的合金熔體澆注入預(yù)熱后的澆鑄模具中，在真空度為0.5×10^-2MPa～1.5×10^-2MPa下冷卻至室溫，即得到具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金；步驟一中所述的材料為AlNb中間合金、高純Al、海綿Ti、高純Cr合金和AlY合金。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：一、本發(fā)明添加了Cr元素，穩(wěn)定了beta相，改善高鈮鈦鋁合金的熱變形能力及力學(xué)性能；二、本發(fā)明添加了Cr元素改變高鈮鈦鋁合金的凝固路線，通過beta相凝固可以獲得細(xì)小均勻、無明顯偏析的組織，有利于后續(xù)的熱機(jī)械處理以及板材的制備。

附圖說明

圖1是試驗(yàn)一制備的具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金的1000倍的SEM-BSE圖；圖2是鍛造后的高鈮鈦鋁合金的宏觀形貌照片；圖3是鍛造后的高鈮鈦鋁合金的500倍的SEM-BSE圖；圖4是高鈮鈦鋁合金板材的宏觀形貌照片；圖5是高鈮鈦鋁合金板材的500倍的SEM-BSE圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式是一種具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金按原子百分比由40％～49％Al、6％～9％Nb、4％～7％Cr、0.03％～0.4％Y和余量為Ti熔煉而成。

本實(shí)施方式添加了Cr元素，穩(wěn)定了beta相，改善高鈮鈦鋁合金的熱變形能力及力學(xué)性能。

本實(shí)施方式添加了Cr元素改變高鈮鈦鋁合金的凝固路線，通過beta相凝固可以獲得細(xì)小均勻、無明顯偏析的組織，有利于后續(xù)的熱機(jī)械處理以及板材的制備。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式是一種具有良好熱加工性能的高鈮鈦鋁合金的制備方法，具體是按以下步驟完成的：