改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法.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CN108468007A(43)申请公布日2018.08.31(21)申请号201810262144.2(22)申请日2018.03.28(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号济南大学(72)发明人于琪琪温道胜王守仁王勇王高琦王立虎张晓东颜新宇(74)专利代理机构山东众成清泰律师事务所37257代理人丁修亭(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)C22F1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法(57)摘要本发明公开了一种改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，通过热氢处理技术提高β型γ-TiAl合金中高温塑性相β相的含量，而不会增加合金的密度，降低合金的比强度；在合金置氢处理后，其变形抗力降低且延展性提高，有助于提高模具寿命，进而提高合金成形精度，同时节约能源。进而，再在真空炉中加热保温4～6小时，可以进一步减少合金中由氢引入的多余的β相，以提高合金的抗蠕变性能和室温塑性。CN108468007ACN108468007A权利要求书1/1页1.一种改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)清除β型γ-TiAl合金坯件表面氧化层，记为工件；2)将工件送入置氢炉；3)对置氢炉抽真空，进而充入保护气，然后对置氢炉加热，在炉内温度升高至700～800℃后，充氢气，氢气分压为0.05～0.15MPa，保温2～4小时，工件随炉冷至室温，得到氢重量百分比为0.02～0.05％的β型γ-TiAl合金，记为置氢合金；4)在置氢合金表面喷涂抗氧化剂，然后对置氢合金预热至变形温度，并保温1～2小时；5)在给定的一个方向上压缩步骤4)预热后的置氢合金，置氢合金在所述方向上的总变形量为50～63％；6)在步骤5)所得压缩后的置氢合金降至室温后，去除置氢合金上的抗氧化剂，进而将置氢合金置入真空炉中，加热至700～800℃，保温4～6小时后，随炉冷至室温；7)将步骤6)得到的置氢合金在1300～1350℃的温度条件下进行均匀化热处理，得到最终改善后的β型γ-TiAl合金。2.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，在步骤7)中均匀化热处理时需要在保护性气氛下进行，在热处理条件下的保温时间与置氢合金的体积正相关，并且保温时间不少于10分钟。3.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，步骤5)中的方向为竖向。4.根据权利要求1或3所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，步骤5)中在给定方向上的压缩应变速率为0.01～0.05s-1。5.根据权利要求4所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，在步骤5)中置氢金属压缩变形完成后，需在1100～1250℃温度范围内保温1～2小时后随炉冷却。6.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，置氢量为氢在置氢合金中的重量百分比是0.037％。7.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，所述变形温度为1050～1200℃。8.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，步骤1)中清除β型γ-TiAl合金坯件表面氧化层的方法是采用机械抛光工艺清除掉氧化层，进而通过丙酮清洗并干燥。9.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，步骤7)中均匀化热处理的温度是1335℃，在此温度条件下保温15～20分钟。10.根据权利要求1所述的改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法，其特征在于，步骤6)中在真空炉中的温度是700℃。2CN108468007A说明书1/4页改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法技术领域[0001]本发明涉及一种改善β型γ-TiAl合金热加工性能的方法。背景技术[0002]TiAl合金密度低、比强度高、比刚度高、弹性模量高，并具有高的抗高温蠕变性能和抗氧化能力，因此被认为是最具潜力的高温结构材料之一。航空航天发动机是TiAl合金重要的应用领域。目前，航空航天发动机高温结构部件多采用镍基或其他高密度的高温合金，而利用轻质合金代替这些高密度合金是提高发动机推重比，进而提高发动机性能的重要途径。[0003]TiAl合金与目前广泛使用的镍基高温合金相比，最重要的优点之一是TiAl合金的密度低，仅为镍基高温合金的一半左右。但TiAl合金高温塑性变形能力相对较低，热加工性较差，较高的生产加工成本限制了TiAl合金材料的应用。[0004]目前提高TiAl合金的塑性的方法之