[發(fā)明專利]一種Y2O3合金化的Ti?8Si?1.4Zr合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610688075.2
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN106119604B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許曉靜;吳劉軍;劉慶輝;仲奕穎;陳婷卓;韓天;戈曉嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料技術(shù)，尤其是一種Ti-8Si合金材料的Zr合金化優(yōu)化技術(shù)，具體地說是一種提高致密性、抗氧化性能和摩擦磨損性能的Y₂O₃合金化的Ti-8Si-1.4Zr合金及其制備方法。

背景技術(shù)

由于鈦合金擁有比強度高、比剛度高、耐蝕等有益性能，所以，未來幾十年，我國的大飛機工程、艦船及未來海洋開發(fā)、高性能發(fā)動機、新型戰(zhàn)機、載人航天工程、探月工程、航空、超音速巡航導彈、探海工程、新一代武裝直升機、國民經(jīng)濟工業(yè)以及提高人民生活質(zhì)量的醫(yī)療器械用具等領(lǐng)域?qū)︹伜辖鸬男枨笤絹碓酱蟆：娇蘸教焓氢伜辖鹩昧孔畲蟮念I(lǐng)域之一。高推比航空、航天氫氧發(fā)動機和巡航導彈的發(fā)展要求研制性能更好的鈦合金，包括高強(≥1250MPa)、高韌和可焊性好的鈦合金，高溫(600℃)鈦合金，低溫鈦合金和特種鈦合金(阻燃性、高模量、高塑性、高透聲系數(shù)和耐蝕等)。

如今，對于傳統(tǒng)高溫鈦合金而言，其使用溫度仍舊限制在650℃以下，在高溫環(huán)境下應(yīng)用的研究似乎未取得顯著進展，這主要是由于材料的高溫穩(wěn)定性，可能存在的“鈦火”，有效強化及強韌性匹配等問題的限制。

因此，通過合金化、表面改性、熱處理等手段來改善材料的整體性能具有重要意義。對鈦硅化合物而言，通過添加金屬元素而形成一種或多種M_xSi_y型硅化物，改善元素分布、組織構(gòu)成，從而優(yōu)化含Ti₅Si₃、Ti₅Si₄或TiSi₂等硅化物的鈦合金材料的整體性能，具有較高的價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的鈦硅合金整體性能不高的問題，發(fā)明一種采用“高能球磨-模壓成型-真空無壓燒結(jié)”制備鈦硅鋯合金的方法，并通過添加納米Y₂O₃粉末，獲得綜合性能較好的，鈦硅化合物含量高的鈦合金材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案之一是：

一種Y₂O₃合金化的Ti-8Si-1.4Zr合金，其特征在于制備的Ti-8Si-1.4Zr-xY₂O₃合金粉末的組分是以質(zhì)量百分比計算，其中，Ti粉：(90.6-x)wt.％，Si粉：8wt.％，Zr粉：1.4wt.％，納米 Y₂O₃粉末：xwt.％，粉體的質(zhì)量百分比之和為100％。

本發(fā)明的技術(shù)方案之二是：

一種Y₂O₃合金化的Ti-8Si-1.4Zr合金制備方法，其特征是它主要包括以下步驟：

(1)高能球磨混粉：按成份先配制Ti-8Si-1.4Zr-xY₂O₃混合粉末，放入球磨罐，置于球磨機內(nèi)以一定球磨參數(shù)球磨，使得Ti，Si，Zr和納米Y₂O₃粉末四種粉末部分合金化，將球磨后所得混合粉末過篩，置于真空干燥箱內(nèi)烘干；

(2)常規(guī)模壓成型：將步驟(1)制備的混合粉末進行壓制成型，得到壓塊；

(3)真空無壓燒結(jié)：將步驟(2)壓制成型的壓塊進行真空無壓燒結(jié)，使得Ti，Si，Zr和Y₂O₃進一步合金化。

所述的高能球磨的球磨工藝為：球料比(8～12):1，300～400r/min球磨至少48h，球磨1 h停機15min。

所述的球磨后的復合粉料置于真空干燥箱，隨干燥箱升溫至60～80℃后保溫至少4h，過 300目篩。

所述的壓制成型的工藝為：壓制時采用的工作壓力為550～650MPa，壓塊為圓塊。

在燒結(jié)前將壓坯置于真空干燥箱，隨干燥箱升溫至100～120℃后保溫至少6h。

所述的真空無壓燒結(jié)的工藝為：抽真空至1×10^-1Pa，升溫速率為10～15℃/min，燒結(jié)工藝為600℃×2h+800℃×2h+1000℃×2h+1250℃×2h，最后隨爐冷卻。

本發(fā)明的有益效果是：