一种铼合金化钛铝合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115976367A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310128565.7(22)申请日2023.02.17(71)申请人浙江工业大学地址310000浙江省杭州市拱墅区潮王路18号(72)发明人郑国渠兰俊杰张惠斌曹华珍徐圣航(74)专利代理机构浙江千克知识产权代理有限公司33246专利代理师冷红梅(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)B22F9/04(2006.01)B22F3/14(2006.01)B22F3/105(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图3页(54)发明名称一种铼合金化钛铝合金及其制备方法(57)摘要本发明属于合金领域，尤其涉及一种铼合金化钛铝合金及其制备方法。所述制备方法包括：1)对含有铼、钛和铝的金属粉末进行球磨混合，得到混合粉末；2)对混合粉末进行快速烧结，得到铼合金化钛铝合金。本发明通过特定的快速烧结工艺实现了铼金属的有效合金化，对钛铝合金性能进行了非常显著的强化提升，改变了其相组织结构，使其室温塑性、强度以及抗高温氧化能力等均得到加强，此外整体制备过程简洁高效。CN115976367ACN115976367A权利要求书1/1页1.一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：1)对含有铼、钛和铝的金属粉末进行球磨混合，得到混合粉末；2)对混合粉末进行快速烧结，得到铼合金化钛铝合金。2.根据权利要求1所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，步骤1)所述金属粉末中，以钛和铝作为基质，铝占基质的原子比为45～47at％，基质余量为钛。3.根据权利要求1所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，步骤1)所述金属粉末中还含有铌；所述金属粉末中钛、铝和铌构成基质，铝占基质的原子比为45～47at％、铌占基质的原子比为5～8at％，基质余量为钛。4.根据权利要求1或2或3所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，步骤1)所述铼占金属粉末总质量的2～6wt％。5.根据权利要求1所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，步骤2)所述快速烧结采用热压烧结或SPS烧结。6.根据权利要求5所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，所述热压烧结采用1200～1300℃的烧结温度，烧结过程采用非氧化性气氛、到达烧结温度后热压压力为30～40MPa，烧结时间为0.5～1h。7.根据权利要求5或6所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，所述热压烧结过程中控制升温速率为80～120℃/min。8.根据权利要求5所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，所述SPS烧结采用1200～1300℃的烧结温度，达到烧结温度后于非氧化性气氛中、30～40MPa压力条件下保温3～5min。9.根据权利要求5或8所述的一种铼合金化钛铝合金的制备方法，其特征在于，所述SPS烧结过程中控制升温速率为80～120℃/min。10.一种由权利要求1至9任意所述方法所制得的铼合金化钛铝合金。2CN115976367A说明书1/9页一种铼合金化钛铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于合金领域，尤其涉及一种铼合金化钛铝合金及其制备方法。背景技术[0002]随着超音速飞行器、重载型火箭的蓬勃发展，应用于航空发动机的高温合金已成为世界各国重点研发的材料之一。金属间化合物作为一种新型的结构材料，在航空航天领域有着广阔的应用前景，国内外众多研究机构已对其潜在应用及性能改良方面进行了大量的研究。其中TiAl具有密度低、耐腐蚀性能优异、热膨胀系数低等优点，目前已运用到航空发动机低压涡轮叶片以及高性能汽车发动机排气阀等领域。然而，室温塑性与强度较差在一定程度上制约了γ‑TiAl的实用化进程。[0003]合金化是改善γ‑TiAl材料室温脆性倾向的可行途径。合金元素的添加主要实现γ‑TiAl合金的组织调控、固溶强化、析出强化以及组织细化行为。而难熔金属Re可有效细化合金组织、提高抗蠕变和耐氧化性能，且随着其含量的增加室温与高温性能均显著提高。然而，轻质γ‑TiAl基高温合金中添加Re实现性能优化的研究不足，主要原因在于：1)Re元素通常与铜矿、钼矿伴生，含量很低且提炼十分困难，价格较贵；2)TiAl与Re之间熔点相差过大，通过传统熔炼或定向凝固的方式极易出现成分不均以及包晶反应产生偏析的现象，难以实现组织整体的均匀性。发明内容[0004]为解决现有的钛铝合金在室温塑性和强度上存在一定的缺陷，而通过铼合金强化仅具有理论可行性，但在实际研究中存在大量的缺陷等问题，本发明提供了一种铼合金化钛铝合金，以及该钛铝合金的制备方法。[0005]本发明的目的在于：一、能够实现Re‑Ti‑Al的合