一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112048690A(43)申请公布日2020.12.08(21)申请号202010749541.X(22)申请日2020.07.30(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人杨劼人高子彤胡锐(74)专利代理机构西安亿诺专利代理有限公司61220代理人何春江(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法(57)摘要本发明一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法涉及高温结构材料热加工制备技术领域，具体是一种通过联合使用预变形处理与等温热处理手段获得TiAl合金细晶近片层与细晶全片层组织的形变热处理方法，将TiAl合金坯料放入箱式热处理炉，进行预保温，完成预变形处理，然后进行等温热处理并获得TiAl合金细晶组织；本发明采取的精确控温的形变热处理流程，根据对相温度区间范围的精确分析，通过对形变热处理过程中的变形量，变形速率，保温温度的精确设计与控制，可以实现对TiAl合金组织的精确调节控制，并获得细晶近片层与细晶全片层组织。CN112048690ACN112048690A权利要求书1/1页1.一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，预变形处理，具体过程为：将TiAl合金坯料放入箱式热处理炉，以5℃/min~20℃/min的升温速率使坯料随箱式热处理炉由室温升温至α单相区下段温度后，进行预保温，保温时间为1min~10min，所述α单相区下段温度为Tα温度~Tα+40℃温度，不包含Tα温度；其中Tα温度为α单相区与含α+γ两相的相区交界处的温度；预保温结束后，将坯料由箱式热处理炉中取出并转移至压缩机上，采用夹具固定坯料，-1以防坯料滚动，对坯料进行压缩锻造，压缩变形量为10%~60%，压缩变形速率为0.05s~0.005s-1，得到被预变形压缩的锻坯；步骤2，等温热处理，具体过程为：在步骤1中所述预变形处理完成后，将被预变形压缩的锻坯放置于空气中自然冷却，在此过程中监测锻坯温度，当锻坯冷却至α+γ两相区内的预设温度时，将锻坯转移至已预热至该预设温度的箱式热处理炉中，使锻坯随箱式热处理炉在该预设温度等温保温30min~120min；等温保温结束后，取出锻坯并将其至于空气中，自然冷却至室温；当控制预设温度位于α+γ两相区上段温度时，经过等温热处理可以获得细晶全片层组织；所述α+γ两相区上段温度为Tα温度~Tα-1/2(Tα-Tγ)温度，其中Tγ为含α+γ两相的相区下限温度；当精确控制预设温度位于α+γ两相区下段温度时，经过等温热处理可以获得细晶近片层组织；所述α+γ两相区下段温度为Tα-1/2(Tα-Tγ)温度~Tγ温度。2.如权利要求1所述一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，所述细晶近片层组织由片层团及片层团边界上弥散分布的球粒状γ晶粒构成，所述片层团尺寸为30μm~80μm，γ晶粒尺寸为5μm~15μm，γ晶粒所占体积分数为10%~20%。3.如权利要求2所述一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，所述细晶全片层组织由片层团构成，其中片层团尺寸为50μm~100μm。4.如权利要求3所述一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，所述TiAl合金的具体成分的原子数量百分比为：Ti-(42~49)Al-(0~10)X-(0~0.5)Z。5.如权利要求4所述一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，所述X元素包括Nb，Mo，Cr，Ta，V，Mn，W元素中的零种、一种、几种或全部。6.如权利要求4所述一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，所述Z元素包括Fe、C、N、O、B、Si元素中的零种、一种、几种或全部。7.如权利要求1-6任意一项所述一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法，其特征在于，所述步骤1中检测锻坯温度通过红外测温或热电偶测温手段监测锻坯温度。2CN112048690A说明书1/6页一种控制TiAl合金细晶组织的形变热处理方法技术领域[0001]本发明涉及高温结构材料热加工制备技术领域，具体是一种通过联合使用预变形处理与等温热处理手段获得TiAl合金细晶近片层与细晶全片层组织的形变热处理方法。背景技术[0002]TiAl合金具有高熔点、高比强、高蠕变强度、良好的抗氧化性等优点，是当前航空航天能动装备发展的热点轻质结构耐温材料，能在650~1000℃温度范围取代传统高温合金，极具应用潜力。[0003]显微组织是合金的重要特征。1992年Y.W.Kim在《ActaMeta