[發(fā)明專利]基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810031454.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108342601B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊勃;李笑然;胡新煜;姜鳳陽(yáng);劉松濤;思芳;張嬌嬌;馬萬(wàn)鵬;黃健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C1/04
• 分類號(hào): C22C1/04;C22C14/00;C22F1/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 王奇

本發(fā)明公開了一種基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制備方法，步驟包括：步驟1、制備Ti22Al25NbxV合金復(fù)合粉體；步驟2、將步驟1得到的合金復(fù)合粉體在模具中壓制成型，得到Ti22Al25NbxV合金預(yù)成型體；步驟3、將步驟2得到的合金預(yù)成型體進(jìn)行燒結(jié)處理，制備出Ti22Al25NbxV合金熔滲燒結(jié)體；步驟4、將步驟3得到的合金熔滲燒結(jié)體進(jìn)行熱處理，得到Ti22Al25NbxV合金。本發(fā)明的制備方法，近凈成型，節(jié)省原料；冷壓制成型，制備成本低；降低了合金密度同時(shí)保持性能不降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于Ti2AlNb合金制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制備方法。

背景技術(shù)

Ti2AlNb基合金具有較好的強(qiáng)度、高溫蠕變抗力、抗磁性能、斷裂韌性以及較低的密度，能在650～800℃長(zhǎng)時(shí)間或更高溫度范圍內(nèi)短時(shí)間服役，作為航天航空工業(yè)飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)高密度鎳基高溫合金的替代材料，被寄予了極大的期望。

利用真空自耗熔煉法制備Ti2AlNb基合金是常用的成型手段：按成分設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配比計(jì)算，將稱量好的預(yù)合金塊體混合均勻，在相應(yīng)模具中壓制成型；焊接壓制成型的預(yù)合金棒體成為自耗電極；在真空環(huán)境下進(jìn)行多次自耗熔煉，得到特定成分的Ti2AlNb基合金鑄棒。然而，由于Ti2AlNb基合金合金所含各元素之間熔點(diǎn)、蒸汽壓和密度等相差很大，獲得成分準(zhǔn)確、均勻，組織致密的鑄錠非常困難。目前，已知的鑄態(tài)Ti2AlNb基合金組織粗大，力學(xué)性能差，因此，開發(fā)成本低、適用于工業(yè)生產(chǎn)的鍛造和軋制工藝還有待進(jìn)一步研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的Ti2AlNb基合金組織粗大，力學(xué)性能差的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制備方法，按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、制備Ti22Al25NbxV合金復(fù)合粉體，x＝0～4；

步驟2、將步驟1得到的合金復(fù)合粉體在模具中壓制成型，得到Ti22Al25NbxV合金預(yù)成型體；

步驟3、將步驟2得到的合金預(yù)成型體進(jìn)行燒結(jié)處理，制備出Ti22Al25NbxV合金熔滲燒結(jié)體；

步驟4、將步驟3得到的合金熔滲燒結(jié)體進(jìn)行熱處理，得到Ti22Al25NbxV合金。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明采用粉末冶金法制備Ti22Al25NbxV合金，采用球磨混粉、預(yù)燒處理、高溫反應(yīng)燒結(jié)和熱處理的方式，能在最大限度上細(xì)化合金晶粒、優(yōu)化合金組織，解決了鑄態(tài)合金組織粗大、力學(xué)性能差的問題。

2)本發(fā)明進(jìn)行成分設(shè)計(jì)并確定為Ti22Al25NbxV，采用粉末冶金法制備合金試樣，保證了合金優(yōu)異的力學(xué)性能，降低了合金密度，極大的增強(qiáng)了合金替代鎳基合金作為未來航空航天用材料的可應(yīng)用性。

3)用粉末冶金法冷壓成型制備該合金試樣，該法制備的合金節(jié)省原材料、成本低。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明所述的Ti22Al25NbxV合金，其中x＝0～4，(at％，下同)。

本發(fā)明Ti22Al25NbxV合金的制備方法，按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、制備Ti22Al25NbxV合金復(fù)合粉體，具體過程是：

1.1)在保護(hù)氣氛中，按摩爾比49～53：22：25：0～4分別稱取鈦粉、鋁粉、鈮粉及釩粉，并將該四種粉末混合均勻后裝入有保護(hù)氣氛的球磨罐中；