一种含W高Nb新型β-γTiAl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CNCN103695708103695708A(43)申请公布日2014.04.02(21)申请号201310645814.6(22)申请日2013.12.04(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)发明人柴丽华宫子琪周峰陈子勇相志磊(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.C22C14/00(2006.01)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W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W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%～46%的Al、5～15%的Nb、不高于0.4%的W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、铝钨铌中间合金层和海绵钛层。将压块放入到水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉，抽真空，以5～10kw/min速率将熔炼功率升至140～160kw后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼得熔体，使熔体混合均匀；将熔体浇铸到预热的金属铸型中并将铸型进行离心旋转，并随炉冷却。本发明得到了均匀细小且无明显偏析的TiAl合金组织。CN103695708ACN10369578ACN103695708A权利要求书1/1页1.一种含W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%～46%的Al、5～15%的Nb、不高于0.4%的W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W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%，W的摩尔百分含量不高于0.4%。3.按照权利要求1的一种含W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%，W的摩尔百分含量0.1～0.4%。4.含W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、铝铌中间合金和铝钨铌中间合金；其中控制Al、Nb、W和Ti元素的摩尔百分含量为43%～46%的Al、5～15%的Nb、不高于0.4%的W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、铝钨铌中间合金层和海绵钛层；（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1.0～2.0×10-3mbar，以8～10kw/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90～120s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W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140r/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%，铝钨铌中间合金的质量纯度为99.6%。2CN103695708A说明书1/3页一种含W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W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]TiAl金属间化合物由于其低密度、低膨胀系数、高比强度、高弹性模量以及较好的高温抗蠕变抗氧化性能等优点，在航空、航天以及汽车等领域受到高度地重视。然而，TiAl金属间化合物室温塑性低和热加工性能差等缺点限制了其广泛应用。国内外学者在TiAl金属间化合物的组织、塑性和变形方面做了大量的研究工作。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。而近年来，国内外兴起的高铌TiAl金属间化合物由于其具有良好的综合性能而备受关注。然而关于含有β相的高铌TiAl金属间化合物材料的制备及W在高铌TiAl合金中的物理冶金行为尚未见报道。发明内容[0003]本发明的目的是