[發明專利]一種具有低溫超塑性的TiAl合金及其構件制備方法

有效

• 申請號: 202010162659.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111254314B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 周海濤;肖旅;徐玉棱;孫京麗;陳舸
• 申請（專利權）人: 上海航天精密機械研究所
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C30/00;C22F1/18;B21B1/38;B21D13/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，該TiAl合金構件包括以下原子百分比含量的各元素：38％-45％Al，2％-9％X，余量為Ti；其中所述X為Cr，Nb，Mn，Fe，Mo，La，B，C中的至少一種；

其特征在于該方法的步驟包括：

(1)制備TiAl合金板坯；

(2)使用包套對步驟(1)制備的TiAl合金板坯進行軋制，得到TiAl合金板材；軋制工藝參數為：軋制溫度1030-1225℃、軋前保溫5-90min、軋制速度為5-80mm/s、道次變形量為12％-35％、道次回爐保溫時間為2-10min，板材的總壓下量為50％-90％；

(3)對步驟(2)得到的TiAl合金板材進行熱處理和退火處理，退火處理結束后去除包套，并在得到的TiAl合金板材表面噴涂耐高溫涂料；熱處理工藝參數為：熱處理溫度1030℃-1220℃、保溫時間30min-360min，退火處理工藝參數為：退火溫度為800℃-900℃，退火時間為120min-240min；

(4)對步驟(3)得到的噴涂有耐高溫涂料的TiAl合金板材進行超塑成型；超塑成型工藝參數為：超塑成型溫度750℃-1000℃，應變速率為1×10^-4s^-1-5×10^-2s^-1；

(5)對步驟(4)超塑成型后的TiAl合金構件進行退火處理，退火處理工藝參數為：退火溫度為700℃-800℃，退火時間為180min-480min，空冷，得到具有低溫超塑性的TiAl合金構件。

2.根據權利要求1所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，TiAl合金板坯通過粉末冶金法或鑄錠冶金法制備。

3.根據權利要求2所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：TiAl合金板坯的制備方法為：預合金粉末+熱等靜壓、預合金粉末+真空熱壓燒結、等離子束冷床爐熔煉+包套鍛造、真空電弧熔煉+包套鍛造或凝殼感應熔煉+包套鍛造。

4.根據權利要求2所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：TiAl合金板坯的制備方法為：等離子束冷床爐熔煉、真空電弧熔煉或凝殼感應熔煉。

5.根據權利要求1所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，TiAl合金板坯的平均晶粒尺寸或平均層片晶團尺寸為1μm-100μm。

6.根據權利要求1所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：所述的步驟(2)中，軋制工藝參數為：軋制溫度1100℃-1190℃、軋前保溫15min-30min、軋制速度為10mm/s-45mm/s、道次變形量為18％-30％、道次回爐保溫時間為3min-7min，板材的總壓下量為65％-85％。

7.根據權利要求1所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：所述的步驟(4)中，超塑成型溫度800℃-900℃，應變速率為5×10^-4s^-1-5×10^-3s^-1。

8.根據權利要求1所述的一種具有低溫超塑性的TiAl合金構件的制備方法，其特征在于：所述的TiAl合金為Ti-38Al-2Cr-0.2B、Ti-39.5Al-4Mn、Ti-40Al-6Nb-1 Mo-0.2B-0.3La、Ti-40Al-4Nb-0.2B-0.3La、Ti-41Al-2Cr-4Nb-0.2C-0.3La、Ti-42Al-2Nb-4Mn-0.2C、Ti-42Al-3Cr-0.5Mo-0.3La、Ti-42Al-3Mn-0.5Mo-0.3C、Ti-43Al-2Cr-2Nb-0.3La、Ti-43Al-6Nb-0.2C-0.3La、Ti-43Al-7Nb-0.2C、Ti-44Al-2Cr-2Mn-0.5Mo-0.3C、Ti-44Al-6Nb-0.5Mo-0.2C-0.3La、Ti-44Al-2Nb-2Cr-2Mn-0.3La或Ti-45Al-2Nb-2Cr-0.3La。