[發(fā)明專利]一種高Nb-TiAl合金材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110239194B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 駱良順;李東海;徐嚴謹;韓寶帥;王亮;蘇彥慶;郭景杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B32B37/10
• 分類號: B32B37/10;B32B37/06;C23C14/16;C23C14/35
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種高Nb?TiAl合金材料的制備方法，屬于合金制備技術領域，本發(fā)明要解決制備Nb等合金元素分布均勻，近成型材料等其它復雜形狀的高Nb?TiAl合金。利用磁控濺射技術結(jié)合箔冶金真空熱壓技術制備，即利用鍍Nb或Nb合金的Ti箔和Al箔交替疊層、真空熱壓制成。方法：制備Nb或Nb合金靶材；對大尺寸Ti箔和Al箔進行表面清洗；在洗好的Ti箔和Al箔表面磁控濺射鍍Nb或Nb合金；制備預制體：將磁控濺射后的Ti箔和Al箔裁剪出合適尺寸，然后交替疊層制備高Nb?TiAl合金材料預制體；低溫熱處理；中溫熱處理；高溫退火保溫獲得高Nb?TiAl合金材料。本發(fā)明用于制備Nb等合金元素分布均勻及近成型材料等其它復雜形狀的高Nb?TiAl合金。

技術領域

本發(fā)明屬于合金材料制備技術領域，具體涉及一種高Nb-TiAl合金材料的制備方法。

背景技術

高Nb-TiAl合金具有優(yōu)異的高溫性能，高Nb化不僅能提高TiAl合金700℃以上的抗氧化性，還能使TiAl合金的使用溫度提高60～100℃。但是，高Nb-TiAl合金依然沒有改變TiAl合金一直存在的室溫塑形及韌性低，不易加工和成型等問題；并且，合金元素Nb等高熔點難熔合金的加入使得高Nb-TiAl合金的熔煉更加困難，采用傳統(tǒng)熔煉方式制備的高Nb-TiAl合金鑄錠一直存在偏析、縮孔等缺陷。利用粉末冶金的方法制備高Nb-TiAl合金是一種看起來不錯的方法，它能從很大程度上改變Nb擴散不均勻的問題，同時能近成型板材和其它復雜形狀的結(jié)構件；但是，粉末冶金本身需要制粉、混粉或者進行預合金粉末制備，前期工序復雜，而且成本較高，除此之外制粉過程中會引入大量的氧，導致制備的板材氧含量較高，對性能不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決制備高Nb-TiAl合金材料時，合金元素Nb等高熔點難熔合金擴散不均勻、高Nb-TiAl合金材料室溫塑韌性低和成型性差的問題，提供一種高Nb-TiAl合金材料的制備方法，該方法采用磁控濺射結(jié)合箔冶金真空熱壓法，既能夠精確的控制合金元素的種類和含量，同時能夠有效解決高熔點難熔合金擴散不均勻的問題，也能近成型制備板材及帶曲面的各種形狀復雜的結(jié)構件。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種高Nb-TiAl合金材料的制備方法，通過磁控濺射的方式在Ti箔和Al箔表面濺射合金元素鍍膜，再將磁控濺射鍍膜后的Ti箔和Al箔交替疊層、多步熱壓制成；所述高Nb-TiAl合金材料由合金化的γ-TiAl和α₂-TiAl相組成。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術的有益效果為：

一、采用磁控濺射在箔材表面鍍膜進行合金化，能夠精確的控制合金元素的種類和含量；

二、本方法制備高Nb-TiAl基合金材料，無污染，成形性好，材料致密無缺陷。

附圖說明

圖1為采用磁控濺射在箔材表面鍍膜后箔材的宏觀形貌圖；

圖2為采用磁控濺射在箔材表面鍍膜后箔材的微觀形貌圖；

圖3為層疊材料多個周期層的結(jié)構示意圖；

圖4為經(jīng)過550℃/30min/50MPa+650℃/4h/15MPa+865℃/3h/20MPa反應后的電子背散射像圖；

圖5為經(jīng)過550℃/30min/50MPa+650℃/4h/15MPa+865℃/20h/20MPa反應后的電子背散射像圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術方案進行修正或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之中。