[發明專利]一種Ti2

有效

• 申請號: 202111593885.7
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN113981296B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張熹雯;張建偉;馬雄;梁曉波;王紅衛;駱晨;張健
• 申請（專利權）人: 北京鋼研高納科技股份有限公司
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 宋南

本發明涉及Ti₂AlNb基合金技術領域，尤其是涉及一種Ti₂AlNb基合金及其制備方法和應用。本發明的Ti₂AlNb基合金，主要由按質量百分比計的如下組分組成：Al 10%~11%、Nb 41%~43%、B 0.02%~0.06%、Ti 46%~48%。本發明通過對Ti₂AlNb基合金成分以及配比關系進行合理設計，在降低Nb含量的基礎上，添加了微量的B元素，使Ti₂AlNb基合金具有良好的流動性，適用于鑄造工藝，具有優異的充型性能，并且兼具良好的強度和塑性，可以達到Ti₂AlNb基合金對力學性能的要求。

技術領域

本發明涉及Ti₂AlNb基合金技術領域，尤其是涉及一種Ti₂AlNb基合金及其制備方法和應用。

背景技術

Ti₂AlNb基合金由于其較高的比強度、蠕變抗性、抗氧化性等優點，逐漸成為取代航空航天發動機用鎳基高溫合金的輕質高溫發動機結構材料。目前，Ti₂AlNb合金航空發動機零件的工藝主要有鍛造成形、鑄造成形、粉末冶金和3D打印等。其中，鑄造成形工藝既可節省成本，又可直接獲得薄壁復雜結構件，可制備航空航天發動機用大尺寸機匣等零部件。

目前，在常規精密鑄造工藝條件下，Ti₂AlNb合金鑄件極易出現冷隔和澆不足等缺陷。現有技術沿用的Ti₂AlNb合金成分均基于鍛造或粉末冶金工藝，如Ti-22Al-25Nb、Ti-22Al-24Nb-0.5Mo等，但鍛造等其他工藝使用的Ti₂AlNb合金成分直接套用則會導致合金鑄造充型性能不佳。雖然提升熔體澆注溫度和型殼預熱溫度等工藝條件可一定程度改善充型性能，但同時會帶來晶粒粗大、偏析嚴重、塑性較差等問題；過多的改變鑄件結構則抵消了精密鑄造近凈成形的優勢。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種Ti₂AlNb基合金，以完全或部分解決現有技術中存在的Ti₂AlNb合金不適用于鑄造工藝的技術問題。

本發明的第二目的在于提供一種上述Ti₂AlNb基合金的制備方法。

本發明的第三目的在于提供上述Ti₂AlNb基合金在航空航天設備中的應用。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明提供了一種Ti₂AlNb基合金，主要由按質量百分比計的如下組分組成：Al10%~11%、Nb 41%~43%、B 0.02%~0.06%、Ti 46%~48%。

本發明還提供了所述的Ti₂AlNb基合金的制備方法，包括如下步驟：

（A）按比例配料后，采用一次真空自耗熔煉、二次真空自耗熔煉、三次真空凝殼熔煉的方法制備得到Ti₂AlNb基合金鑄錠；

（B）將所述Ti₂AlNb基合金錠通過懸浮熔煉后澆注到鑄型中，經熱等靜壓處理和熱處理后得到Ti₂AlNb基合金。

本發明還提供了所述的Ti₂AlNb基合金在航空航天設備中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：