[發明專利]一種高溫高強TiAl-Nb單晶及其制備方法

在審

• 申請號: 201510244611.5
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104878452A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 陳光;祁志祥;彭英博;鄭功;王敏智;李沛
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C30B29/52
• 分類號: C30B29/52;C30B13/00;C22C14/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅;朱顯國

1.一種高溫高強TiAl-Nb單晶，其特征在于，按原子百分比計，合金成分為：Ti-(43～47)Al-(6～10)Nb-(0.1～1)(C、Si)，其余為Ti。

2.如權利要求1所述的高溫高強TiAl-Nb單晶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)按合金原子百分比稱重原材料，惰性氣氛保護下，采用電磁感應懸浮熔煉法反復熔煉紐扣狀TiAl-Nb母合金鑄錠；

(2)采用差壓吸鑄或者重力鑄造制備TiAl-Nb圓棒試樣，并作為籽晶棒和送料棒；

(3)采用光學浮區晶體生長系統對TiAl-Nb圓棒試樣進行定向凝固，下端為長度在20-30mm的籽晶棒，上端為長度小于190mm的送料棒，并對送料棒進行縮頸選晶處理；定向凝固時首先將送料棒與籽晶棒同軸且垂直于水平面設置，送料棒與籽晶棒間隔1-3mm，且該間隔位于四個燈絲聚焦中心處；通入流量在3～5L/min的惰性氣體進行保護，并調節籽晶棒和送料棒以相反方向旋轉，轉速為20～40r/min，在6-12min之內將功率均勻升至65-70％加熱熔化合金；調整送料棒與籽晶棒相互接觸，保溫5-10min后當浮區穩定時，調節生長速率為5～30mm/h，開始進行定向凝固，凝固結束后緩慢降低功率，同時并將已凝固試樣與剩余送料棒試樣進行緩慢分離；

(4)將TiAl-Nb單晶合金進行去偏析真空熱處理。

3.如權利要求2所述的高溫高強TiAl-Nb單晶的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，熔煉次數不少于4次。

4.如權利要求2所述的高溫高強TiAl-Nb單晶的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，差壓吸鑄時，壓強差保持在3MPa，重力鑄造時，保護氣體壓強在三分之二的標準大氣壓；所制備的母合金圓棒試樣尺寸為Φ(4～8)mm。

5.如權利要求2所述的高溫高強TiAl-Nb單晶的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，惰性氣體為氬氣或者氮氣。

6.如權利要求2所述的高溫高強TiAl-Nb單晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，對單晶棒進行工藝為“1250℃×24h+900℃×30min+空冷”的去偏析真空熱處理。