[發(fā)明專利]Ti2 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110166171.1 | 申請(qǐng)日： | 2021-02-05 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112981156B | 公開（公告）日： | 2022-05-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 秦仁耀;張國(guó)會(huì);孫兵兵;梁家譽(yù);熊華平 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院 |
| 主分類號(hào)： | C22C1/04 | 分類號(hào)： | C22C1/04;C22C14/00;B22F10/28;B22F9/04;B33Y10/00 |
| 代理公司： | 中國(guó)航空專利中心 11008 | 代理人： | 孟慶浩 |
| 地址： | 100095 北京市*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | ti base sub | ||
本發(fā)明屬于新材料設(shè)計(jì)與增材制造技術(shù)領(lǐng)域。提供了一種Ti2AlNb顆粒增塑的TiAl基復(fù)合材料及制備方法。該復(fù)合材料按體積百分?jǐn)?shù)由1.0％～10.0％的Ti2AlNb和90.0％～99.0％的TiAl合金組成，TiAl合金按原子百分?jǐn)?shù)由45％～48.5％Ti、45％～48.5％Al和3％～5％其他合金元素組成，合金元素為Cr、Nb、V、Mn、Mo和C中的2～4種元素組合，其中C在TiAl合金中原子百分比≤0.15％。所述制備方法在成形前對(duì)基板進(jìn)行高溫加熱處理；后采用同步高溫加熱和電磁攪拌輔助激光直接沉積的方法進(jìn)行制備；本發(fā)明的TiAl基復(fù)合材料和制備方法實(shí)現(xiàn)了材料的晶粒細(xì)化，大幅提高了室溫塑性，對(duì)促進(jìn)TiAl基材料在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的研制和應(yīng)用具有重要意義。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于新材料設(shè)計(jì)與增材制造技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種Ti2AlNb顆粒增塑的TiAl基復(fù)合材料及制備工藝。
背景技術(shù)
TiAl基合金是一種新型的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料，不僅密度低，還具有優(yōu)異的高溫性能，在760℃～850℃高溫下穩(wěn)定、可靠的工作。因此，TiAl合金在新一代航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)上將取代部分鎳基高溫合金，用于燃燒室旋流器、機(jī)匣、高壓壓氣機(jī)葉片和低壓渦輪葉片等熱端部件的制造。然而，TiAl基合金主要是由γ-TiAl相基體和第二相α2-Ti3Al相組成，這兩種相均為金屬間化合物，其Ti-Al之間的強(qiáng)鍵合力賦予TiAl基合金良好的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，同時(shí)也導(dǎo)致室溫塑性極低，使得可成形性和可加工性非常差，這嚴(yán)重制約了TiAl基合金在航空航天領(lǐng)域走向廣泛應(yīng)用。
研究表明，細(xì)化晶粒是改善TiAl基合金室溫塑性的重要途徑，實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化方式主要有合金化、第二相(如Al2O3、TiB2、Ti5Si3陶瓷顆粒等)彌散和新的制備工藝。目前在TiAl基合金中加入Cr、V、Mo等合金能顯著改善熱加工性和超塑性以及高溫抗氧化性，但仍然不能根本解決室溫低塑性的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種Ti2AlNb顆粒增塑的TiAl基復(fù)合材料及制備方法，通過(guò)激光直接沉積成形工藝，達(dá)到在保持原有高溫性能的前提下，細(xì)化基體晶粒，實(shí)現(xiàn)TiAl基材料的室溫增塑，提高可成形性和可加工性。
為解決此技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一方面，提供一種Ti2AlNb顆粒增塑的TiAl基復(fù)合材料，所述的復(fù)合材料是以TiAl合金為基體，以Ti2AlNb合金為増塑顆粒；按體積百分?jǐn)?shù)由 1.0％～10.0％的Ti2AlNb合金和90.0％～99.0％的TiAl合金組成。
另一方面，提供一種制備所述復(fù)合材料的方法，所述的方法通過(guò)激光直接沉積方法制備，包含以下步驟：
(1)原材料準(zhǔn)備：
按所述復(fù)合材料中體積百分比配制Ti2AlNb和TiAl合金粉末；
對(duì)于雙粉筒和多粉筒送粉器的激光直接沉積設(shè)備，將Ti2AlNb和TiAl 合金粉末分別裝入送粉器的不同粉筒；
對(duì)于單粉筒送粉器的激光直接沉積設(shè)備，按設(shè)計(jì)TiAl基復(fù)合材料中 Ti2AlNb與TiAl的體積百分比配制混合粉末，并通過(guò)球磨機(jī)等裝置攪拌均勻后，裝入送粉器的粉筒；
(2)基板安裝與預(yù)熱：
將成形基板安裝和固定在電磁攪拌裝置的工作臺(tái)上，同時(shí)對(duì)基板進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為500℃～550℃，并在成形過(guò)程持續(xù)加熱，基板的溫度持續(xù)保持在500℃以上；
(3)激光直接沉積與電磁攪拌工藝參數(shù)：
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)利屬于中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院，未經(jīng)中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
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