一种优化β‑γTiAl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CN106702211A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201611261678.0(22)申请日2016.12.30(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人孔凡涛崔宁陈玉勇王晓鹏(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人侯静(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)C22F1/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页(54)发明名称一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法(57)摘要一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，它涉及一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法。本发明是要解决现有的TiAl合金热加工性能差的问题。方法：将Nb、V、Cr、Mn、Mo、W六种常见元素分别按一定原子百分比添加至TiAl合金中，然后放入感应熔炼炉中熔炼，获得含有不同合金元素的TiAl合金铸锭，然后通过热处理消除成分和组织偏析，考察不同合金元素对TiAl合金中高温β相含量和热加工性能的定量影响，获得了控制高温下β相含量和合金热加工性能的Mo当量公式。本发明用于对β-γTiAl合金热加工性能进行优化。CN106702211ACN106702211A权利要求书1/2页1.一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于优化β-γTiAl合金热加工性能的方法是按以下步骤进行：一、单元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示为Ti-(41～45)Al-(1～10)M，其中M依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素；以海绵钛和工业纯铝，及铌铝合金、钒铝合金、纯铬、锰铝合金、钼铝合金和纯钨中的一种为原料，按合金成分称取，根据M的不同，得到6种单元素添加合金原料；二、双元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示为Ti-(41～45)Al-(1～10)M1-(1～10)M2，其中M1依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M2依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，且M1和M2不为同种元素；以海绵钛和工业纯铝，及铌铝合金、钒铝合金、纯铬、锰铝合金、钼铝合金和纯钨中的两种为原料，按合金成分称取，根据M1和M2的不同，得到15种双元素添加合金原料；三、三元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示为Ti-(41～45)Al-(1～10)M3-(1～10)M4-(1～10)M5，其中M3依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M4依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M5依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，且M3、M4和M5不为同种元素；以海绵钛和工业纯铝，及铌铝合金、钒铝合金、纯铬、锰铝合金、钼铝合金和纯钨中的三种为原料，按合金成分称取，根据M3、M4和M5的不同，得到20种三元素合金原料；四、将6种单元素添加合金原料、15种双元素添加合金原料和20种三元素添加合金原料分别倒入真空非自耗水冷铜坩锅感应熔炼炉中进行熔炼，得到41种合金铸锭；五、将41种合金铸锭分别放入热处理炉中进行成分均匀化退火；然后再进行组织均匀化退火，得到41种冷却的铸锭；六、将41种冷却的铸锭分别放入温度为1130℃～1270℃的热处理炉中保持2～8h后水淬，得到41种淬火的TiAl合金铸锭；七、分别从41种淬火的TiAl合金铸锭上切取淬火试样进行组织观察和成分分析；八、通过分析和检测，得到使TiAl合金在高温出现无序β相M元素添加量的临界值；九、根据不同M元素β相稳定能力的等效关系构建评价不同M元素β相稳定能力的Mo当量公式，即完成对β-γTiAl合金热加工性能的优化。2.根据权利要求1所述的一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于步骤一、步骤二和步骤三中所述的海绵钛的纯度≥99.9％，工业纯铝的纯度为99.9％～99.99％，纯铬的纯度为≥99.9％，纯钨的纯度为≥99.9％，铌铝合金中铌含量为52.59％，钒铝合金中钒含量为58.99％，锰铝合金中锰含量为49.8％，钼铝合金中钼含量为52.14％。3.根据权利要求1所述的一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于步骤四中所述熔炼具体是按以下步骤进行的：将原料加入到真空非自耗水冷铜坩锅感应熔炼炉中，控制熔炼室的真空度为3.0×10-3MPa，调节熔炼炉功率在20min内增加至450～500KW后停止增加功率，保温2min，在保温时间内采用磁力搅拌搅拌0.5～1min，重复上述操作3～5次，得到合金铸锭。4.根据权利要求1所述的一种优化β-γTiA