[發明專利]鈦鎳鋁鈮合金材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 201210474924.6
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102925754A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 劉子利;陳志華;劉伯路;劉希琴;溫宸;溫筱山
• 申請（專利權）人: 常熟市良益金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 韓朝暉

技術領域

本發明涉及一種合金及合金的制備工藝，尤其涉及一種鈦鎳鋁鈮合金材料及其制備工藝。

背景技術

目前在動力、石化、航空及航天等領域，可在600℃以上高溫及一定應力作用下長期工作的金屬結構材料主要是鎳基、鐵基及鈷基高溫合金，但這些材料均具有較高的密度（一般8.0g/cm³以上），造成組件及設備的重量大，能源消耗大、使用效率低，甚至會帶來一些潛在的不安全因素，例如發動機輪盤及葉片轉動過程中由于鎳基合金比重高導致內部產生巨大的離心力。因此，必須開發低密度、高比強的新型輕質高溫結構材料以適應相關行業領域發展的需要。

鈦鎳鋁作為一種新型合金材料由于具有較高的室溫及高溫強度、良好的抗氧化性、較低的密度（約6g/cm³），可替代傳統高溫結構材料，減輕構件重量，提高效率，降低能源消耗。目前鈦鎳鋁合金材料的報道主要集中在富鈦型、富鎳型和等原子型三類材料。Koizumi.?Y等人向NiTi合金中加不同量的Al替代Ti（富鎳型），合金的相組成轉變為由基體相B2（NiTi）、強化相Ni₂TiAl構成的復相結構，室溫及高溫強度大幅度提高，室溫壓縮屈服強度達到2300MPa，超過鎳基高溫合金Rene95，1000℃左右壓縮屈服強度和中溫區間使用的高溫合金相當（Koizumi?Y,?Ro?Y,?Nakazawa?S,?et?al.?NiTi-base?intermetallic?alloys?strengthened?by?Al?substitution.?Materials?Science?and?Engineering?A,?1997,?223:?36-41）。但富鎳型合金Ni含量較多，密度較大；同時根據NiAl-NiTi二元相圖可知，隨著Ti含量減少（Al含量增大），脆性強化相Ni₂TiAl的占比增多，導致合金塑性迅速降低。中國發明專利ZL200510053911.1公開了一種鈦鎳鋁高溫合金材料及其制備方法，其發明內容是向NiTi合金中添加Al替代Ni（富鈦型），此時合金材料的相組成為基體相B2、強化相Ti₂Ni(Al)構成的復相結構，室溫和高溫強度提高，18℃下壓縮屈服強度為1100-1500MPa，壓縮變形率為9-20%，600℃下壓縮屈服強度為800-1200MPa,變形率為30-40%。另外，中國發明專利CN200510053910.7B（一種鈦鎳鋁鉬高溫合金材料，材料為Ti₅₀Ni_41.5Al₈Mo_0.5、Ti₅₃Ni₄₀Al₅Mo₂）、CN200710175506.6B（一種鈦鎳鋁基高溫合金材料及其制備方法，材料為Ti₄₄Ni₄₉Al₅Cr₂、Ti₄₄Ni₅₀Al₅W₁、Ti₄₄Ni₄₉Al₆Ta₁、Ti₄₅Ni₄₆Al₆V₃或Ti₄₅Ni₄₆Al₆Co₃）、CN200810116867.8B（一種鈦鎳鋁稀土高溫合金材料及其制備方法，材料為Ti_35~65Ni_35~50Al_1~14W_0.001~1）均公開了一種在鈦鎳鋁基礎上添加其他合金化元素的合金材料。