[發(fā)明專利]一種提高Ti-45Al-8.5Nb合金高溫抗氧化性的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811456032.7 | 申請日： | 2019-01-21 |
| 公開（公告）號： | CN109536883B | 公開（公告）日： | 2021-04-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王永勝;王亞榕;高潔;于盛旺 | 申請（專利權(quán)）人： | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號： | C23C12/00 | 分類號： | C23C12/00 |
| 代理公司： | 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101 | 代理人： | 盧茂春 |
| 地址： | 030024 山西*** | 國省代碼： | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 提高 ti 45 al 8.5 nb 合金 高溫 氧化 方法 | ||
一種提高Ti?45Al?8.5Nb合金高溫抗氧化性的方法，屬于鈦鋁合金材料表面改性領(lǐng)域，涉及到用表面技術(shù)在鈦鋁合金表面制備出抗高溫氧化性涂層的方法。該方法是通過在Ti?45Al?8.5Nb合金表面涂覆一層金屬鉻（Cr）涂層來提高其抗氧化性。將制備好Ti?45Al?8.5Nb合金放置雙層輝光離子滲金屬爐，以Cr板作為供給源，滲金屬時長1?3 h，溫度為800℃?1000℃，通過調(diào)節(jié)滲金屬溫度和時間，改變涂層厚度以及和Ti?45Al?8.5Nb合金的結(jié)合能力，得到與Ti?45Al?8.5Nb合金結(jié)合牢固的涂層。將制好涂層的Ti?45Al?8.5Nb合金在900℃進(jìn)行等溫氧化增重實驗結(jié)果表明，合金表面的Cr涂層氧化時形成大量致密的Cr2O3保護(hù)膜，導(dǎo)致了氧化增重率明顯低于沒有涂層的合金。因此，這種方法可以有效提高Ti?45Al?8.5Nb合金高溫抗氧化性，對鈦鋁鈮合金工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈦鋁合金表面改性領(lǐng)域，涉及到通過表面防護(hù)涂層技術(shù)提高鈦鋁合金的高溫抗氧化性的方法。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)發(fā)展，輕質(zhì)合金中的鈦鋁合金具有低密度、高的比強(qiáng)度，高彈性模量以及高的抗蠕變性能等優(yōu)良的力學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。其中有很多機(jī)械零件和電子器件的工作環(huán)境很嚴(yán)苛，通常是高溫，高速，高壓，重載，強(qiáng)腐蝕等環(huán)境，因此需要提高元件基體材料表面的耐磨性，耐熱性，耐腐蝕性以及抗疲勞強(qiáng)度等性能。給普通鈦鋁合金中加入適量的鈮(Nb)元素，其強(qiáng)度、抗蠕變性、高溫抗氧化性等得到優(yōu)化。在航空航天領(lǐng)域中高溫工作條件下，除了需要鈦鋁合金具有良好的綜合力學(xué)性能外，還需要鈦鋁合金具有更高的抗氧化性能。在高溫條件下，形成的Al2O3和TiO2的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能很接近，因此不能進(jìn)行Al的擇優(yōu)氧化，會在表面形成Al2O3和TiO2混合層，其中TiO2疏松多孔，導(dǎo)致氧原子迅速擴(kuò)散到合金基體內(nèi)，在高溫條件下其抗氧化能力會迅速降低。因此，如何提高輕質(zhì)鈦鋁合金的高溫抗氧化性得到廣泛關(guān)注。
目前，提高鈦鋁合金的高溫抗氧化性的主要分為兩種方法。第一種為合金化，包括多元合金化和微元合金化，常用的多元合金化元素有W、Mo、Cr、Si、Nb等和微量元素有Zr、Y等，添加W、Mo等元素可以降低Ti的擴(kuò)散速率，抑制TiO2的形成，促進(jìn)Al2O3的形成；添加少量的Zr和Y元素，可提高氧化膜的粘附性。北京科技大學(xué)開發(fā)的Ti-(42-45)Al-(0-4)(Cr，Mn，V)-(5-10)(Nb，Ta，Mo)-(0-1)(W，Si，C，B)合金表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫抗氧化性能。但通過合金化改善鈦鋁合金的高溫抗氧化性會對鈦鋁合金的韌性、強(qiáng)度等力學(xué)性能帶來不利的影響。第二種改善鈦鋁合金的抗氧化性的方法是表面改性技術(shù)，包括表面合金化和表面涂層。表面合金化里面又分為離子注入、擴(kuò)散滲、表面化學(xué)處理等。研究發(fā)現(xiàn)對鈦鋁合金表面通過離子注入Nb+Al、Nb+C或Nb+Si等元素或通過擴(kuò)散滲碳或硅等，均可提高鈦鋁合金的高溫抗氧化性，但離子注入的深度和元素含量有限，擴(kuò)散滲碳的滲層厚度以及高溫內(nèi)氧化不易控制，因此它們的高溫抗氧化性是有限的。表面涂層體系包括NiCrAlY、TiAlCr涂層體系、TiAl基涂層、陶瓷涂層等。研究表明TiAl3涂層、陶瓷涂層等明顯提高了鈦鋁合金的高溫抗氧化性，但涂層和基體結(jié)合強(qiáng)度、涂層與基體間發(fā)生不同程度的反應(yīng)和互擴(kuò)散依然是存在的問題。因此單靠合金化材料或者單靠表面技術(shù)是不能夠解決我們面臨的問題。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于太原理工大學(xué)，未經(jīng)太原理工大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811456032.7/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
