[發(fā)明專利]一種優(yōu)化β?γTiAl合金熱加工性能的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611261678.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106702211B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔凡濤;崔寧;陳玉勇;王曉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/03;C22F1/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 侯靜

1.一種優(yōu)化β-γTiAl合金熱加工性能的方法，其特征在于優(yōu)化β-γTiAl合金熱加工性能的方法是按以下步驟進(jìn)行：

一、單元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示為Ti-(41～45)Al-(1～10)M，其中M依次為Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素；以海綿鈦和工業(yè)純鋁，及鈮鋁合金、釩鋁合金、純鉻、錳鋁合金、鉬鋁合金和純鎢中的一種為原料，按合金成分稱取，根據(jù)M的不同，得到6種單元素添加合金原料；

二、雙元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示為Ti-(41～45)Al-(1～10)M₁-(1～10)M₂，其中M₁依次為Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M₂依次為Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，且M₁和M₂不為同種元素；以海綿鈦和工業(yè)純鋁，及鈮鋁合金、釩鋁合金、純鉻、錳鋁合金、鉬鋁合金和純鎢中的兩種為原料，按合金成分稱取，根據(jù)M₁和M₂的不同，得到15種雙元素添加合金原料；

三、三元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示為Ti-(41～45)Al-(1～10)M₃-(1～10)M₄-(1～10)M₅，其中M₃依次為Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M₄依次為Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M₅依次為Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，且M₃、M₄和M₅不為同種元素；以海綿鈦和工業(yè)純鋁，及鈮鋁合金、釩鋁合金、純鉻、錳鋁合金、鉬鋁合金和純鎢中的三種為原料，按合金成分稱取，根據(jù)M₃、M₄和M₅的不同，得到20種三元素合金原料；

四、將6種單元素添加合金原料、15種雙元素添加合金原料和20種三元素添加合金原料分別倒入真空非自耗水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉，得到41種合金鑄錠；

五、將41種合金鑄錠分別放入熱處理爐中進(jìn)行成分均勻化退火；然后再進(jìn)行組織均勻化退火，得到41種冷卻的鑄錠；

六、將41種冷卻的鑄錠分別放入溫度為1130℃～1270℃的熱處理爐中保持2～8h后水淬，得到41種淬火的TiAl合金鑄錠；

七、分別從41種淬火的TiAl合金鑄錠上切取淬火試樣進(jìn)行組織觀察和成分分析；

八、通過分析和檢測，得到使TiAl合金在高溫出現(xiàn)無序β相M元素添加量的臨界值；

九、根據(jù)不同M元素β相穩(wěn)定能力的等效關(guān)系構(gòu)建評價不同M元素β相穩(wěn)定能力的Mo當(dāng)量公式，即完成對β-γTiAl合金熱加工性能的優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化β-γTiAl合金熱加工性能的方法，其特征在于步驟一、步驟二和步驟三中所述的海綿鈦的純度≥99.9％，工業(yè)純鋁的純度為99.9％～99.99％，純鉻的純度為≥99.9％，純鎢的純度為≥99.9％，鈮鋁合金中鈮含量為52.59％，釩鋁合金中釩含量為58.99％，錳鋁合金中錳含量為49.8％，鉬鋁合金中鉬含量為52.14％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化β-γTiAl合金熱加工性能的方法，其特征在于步驟四中所述熔煉具體是按以下步驟進(jìn)行的：將原料加入到真空非自耗水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉爐中，控制熔煉室的真空度為3.0×10^-3MPa，調(diào)節(jié)熔煉爐功率在20min內(nèi)增加至450～500KW后停止增加功率，保溫2min，在保溫時間內(nèi)采用磁力攪拌攪拌0.5～1min，重復(fù)上述操作3～5次，得到合金鑄錠。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化β-γTiAl合金熱加工性能的方法，其特征在于步驟五中所述成分均勻化退火的溫度為800～1000℃，時間為10～30h；所述組織均勻化退火的溫度為1200～1400℃，時間為10～50min。