一种含Cr高Nb新型β-γ TiAl金属间化合物材料及其制备方法.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(10)申请公布号CNCN103710606103710606A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201310688069.3(22)申请日2013.12.16(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人陈子勇宫子琪柴丽周峰相志磊(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张慧(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料及其制备方法(57)摘要一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料及其制备方法，属于金属间化合物材料。其元素的摩尔百分含量为:43%～45%的Al、5～15%的Nb、不高于0.4%的Cr和余量的Ti及不可避免的杂质。按照组成将原料通过金属压块机进行压块成型，自下而上各层分别为海绵钛层、高纯铝层、铝铌中间合金层、电解铬片层和海绵钛层，将压块放入到水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉，抽真空，以10～15kw/min速率将熔炼功率升至140～160kw后停止增加功率，在恒定功率下熔炼，使熔体混合均匀；将熔体浇铸到预热的金属铸型中并离心旋转，并随炉冷却。本发明得到了均匀细小且无明显偏析的含有β相的γ-TiAl合金组织。CN103710606ACN10376ACN103710606A权利要求书1/1页1.一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料，其特征在于，其元素的摩尔百分含量:43%～45%的Al、5～15%的Nb、不高于0.4%的Cr和余量的Ti及不可避免的杂质。2.按照权利要求1的一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料，其特征在于，Nb的摩尔百分含量8～10%，Cr的摩尔百分含量不高于0.4%。3.按照权利要求1的一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料，其特征在于，Nb的摩尔百分含量8%，Cr的摩尔百分含量0.2%。4.含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）、称取如下原料：海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金和电解铬片；其中控制Al、Nb、Cr和Ti元素的摩尔百分含量为43%～45%的Al、5～15%的Nb、不高于0.4%的Cr和余量的Ti及杂质；（2）、将步骤（1）称得的原料通过金属压块机进行压块成型，压块时自下而上各层分别为海绵钛层、高纯铝层、铝铌中间合金层、电解铬片层和海绵钛层；（3）、将步骤（2）得到的压块放入到可离心浇注的水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉中，熔炼前将金属铸型预热至300～350℃，将水冷铜坩埚真空感应熔炼炉抽真空至4.0～6.0×10-3mbar，以10～15kw/min增长速率将水冷铜坩埚真空感应熔炼炉熔炼功率升至140～160kw后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼120～180s得熔体，使熔体混合均匀；（4）、将熔体浇铸到预热后的且离心旋转的金属铸型中，形成含Cr高铌TiAl金属间化合物铸锭，并随炉冷却。5.按照权利要求4的方法，其特征在于，以10kw/min增长速率将水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉熔炼功率升至140～160kw且进行离心浇注成型。6.按照权利要求4的方法，其特征在于，离心机转速优选为150r/min。7.按照权利要求4的方法，其特征在于，（1）中海绵钛的质量纯度为99.7%，高纯铝的质量纯度为99.99%，铝铌中间合金的质量纯度为99.8%，电解铬片的质量纯度为99.999%。2CN103710606A说明书1/3页一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属间化合物及其制备工艺，尤其涉及一种含Cr高Nb新型β-γTiAl金属间化合物材料及其制备方法，属于金属间化合物材料。背景技术[0002]γ-TiAl基合金由于其具有低密度，高热导率以及较好的高温性能等被认为最有应用潜力的航空发动机材料。但是其共价键的特性导致了合金材料室温塑性低，可加工性差，限制了工业应用。为改善TiAl基合金的使用性能，研究人员进行了大量的研究。结果显示，引入β相是提高TiAl金属间化合物力学性能和热加工性能的重要手段。目前TiAl合金正朝着多组元化方向发展，一个重要的趋势是合金中A1含量逐渐降低，Nb的含量则有一定程度的升高，最终发展形成高铌TiAl合金。高溶点的难容元素Nb的添加，有效地提高了合金的高温力学性能，同时改善了高温抗氧化性能。然而关于含有β相的高Nb-TiAl金属间化合物材料的制备及Cr在高铌TiAl合金中的物理冶金行为尚未见报