一种含Er高铌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*CN103074520A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103074520103074520A(43)申请公布日2013.05.01(21)申请号201310012105.4(22)申请日2013.01.14(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华相志磊(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2页附图2页(54)发明名称一种含Er高铌TiAl金属间化合物材料及其制备方法(57)摘要一种含Er高铌TiAl金属间化合物材料及其制备方法，属于金属间化合物材料。其元素摩尔含量组成为:41%~46%的Al、5~15%的Nb、不高于0.4%的Er和余量的Ti及不可避免的杂质。按照组成将海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金、铝铒中间合金加入到水冷铜坩埚真空感应熔炼炉，抽真空至2.0~3.0×10-3mbar，以5~10kW/min速率将熔炼功率升至160~180kW后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼1~3min得熔体，使熔体混合均匀；将熔体浇铸到预热至300~350℃金属铸型中，形成含有稀土Er的高铌TiAl金属间化合物铸锭，并随炉冷却。本发明细化了TiAl金属间化合的晶粒尺寸和层片间距。CN103074520ACN1037452ACN103074520A权利要求书1/1页1.一种含Er高铌TiAl金属间化合物材料，其特征在于，其元素的摩尔百分含量:41%~46%的Al、5~15%的Nb、不高于0.4%的Er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Er高铌TiAl金属间化合物材料，其特征在于，Nb的摩尔百分含量8~10%，Er的摩尔百分含量0.2%。3.按照权利要求1的一种含Er高铌TiAl金属间化合物材料，其特征在于，Nb的摩尔百分含量8%，Er的摩尔百分含量0.2%。4.含Er高铌TiAl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、铝铌中间合金和铝铒中间合金；其中控制Al、Nb、Er和Ti元素的摩尔百分含量为41%~46%的Al、5~15%的Nb、不高于0.4%的Er和余量的Ti及杂质；（2）、将步骤（1）称得的原料分层加入到水冷铜坩埚真空感应熔炼炉中，自下而上各层分别为海绵钛层、高纯铝层、铝铌中间合金层、铝铒中间合金层和海绵钛层；将金属铸型预热到300~350℃，水冷铜坩埚真空感应熔炼炉抽真空至2.0~3.0×10-3mbar，以5~10kw/min增长速率将水冷铜坩埚真空感应熔炼炉熔炼功率升至160~180kw后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼1~3min得熔体，使熔体混合均匀；（3）将熔体浇铸到预热过的金属铸型中，形成含有稀土Er的高铌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熔炼炉熔炼功率升至160~180kw。2CN103074520A说明书1/3页一种含Er高铌TiAl金属间化合物材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种含有稀土元素金属间化合物及其制备工艺，尤其涉及一种含Er高铌TiAl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，细化显微组织是提高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金属间化合物具有良好的综合性能。然而关于含有稀土的高铌TiAl金属间化合物材料的制备及稀土Er在TiAl合金中的物理冶金行为尚未见报道。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种通过在合金熔炼的过程中添加稀土Er起到细化晶粒尺寸和减小层片间距，进而改善材料性能的含Er高铌TiAl金属间化合物材料及制备方法。[0004]本发明的一种含Er高铌TiAl金属间化合物材料，其特征在于，其元素的摩尔百分含量为:41%~46%的Al、5~15%（优选8~10%）的Nb、不高于0.4%(优选0.2%)的Er和余量的Ti及不可避免的杂质。[0005]本发明的含Er高铌TiAl金属间化合物的制备方法，通过下述