一种β型γ-TiAl合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101880794A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101880794A(43)申请公布日2010.11.10(21)申请号201010224172.9(22)申请日2010.07.12(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)发明人陈玉勇杨非孔凡涛肖树龙徐丽娟张树志(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人韩末洙(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C30/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种β型γ-TiAl合金及其制备方法(57)摘要一种β型γ-TiAl合金及其制备方法，它涉及TiAl合金及其制备方法。解决现有TiAl基合金高温变形能力和抗氧化性能不足的问题。β型γ-TiAl合金按原子百分含量含41％～46％Al、9％V和Nb、0～0.3％Y和余量Ti，V和Nb的比值x＝0.5～5。制备方法：称取海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金、铝钒中间合金和铝钇中间合金原料；将原料放入水冷铜坩埚真空感应熔炼炉中熔炼即可。通过控制V和Nb的配比，得到具有良好高温变形能力和抗氧化性能的β型γ-TiAl合金，锻造后表面无开裂现象；经80h的800℃循环氧化增重为25mg/cm2，是Ti-43Al-9V-0.3Y合金抗氧化能力的十倍。制备方法简单。CN108794ACN101880794A权利要求书1/1页1.一种β型γ-TiAl合金，其特征在于β型γ-TiAl合金按原子百分含量含有41％～46％的Al、9％的V和Nb、0～0.3％的Y和余量的Ti，其中，V和Nb的原子百分含量的比值x＝0.5～5。2.根据权利要求1所述的一种β型γ-TiAl合金，其特征在于β型γ-TiAl合金按原子百分含量含有41％～46％的Al、9％的V和Nb，以及余量的Ti。3.根据权利要求1所述的一种β型γ-TiAl合金，其特征在于β型γ-TiAl合金按原子百分含量含有43％～46％的Al、9％的V和Nb、0.1～0.3％的Y和余量的Ti。4.根据权利要求1、2或3所述的一种β型γ-TiAl合金，其特征在于V和Nb的原子百分含量的比值x＝1～3。5.根据权利要求1、2或3所述的一种β型γ-TiAl合金，其特征在于V和Nb的原子百分含量的比值x＝1.25。6.如权利要求1所述的一种β型γ-TiAl合金的制备方法，其特征在于β型γ-TiAl合金的制备方法是通过以下步骤实现的：一、称取如下原料：海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金、铝钒中间合金和铝钇中间合金；其中控制Al、V、Nb、Y和Ti元素的原子百分含量为41％～46％的Al、9％的V和Nb、0～0.3％的Y和余量的Ti，控制V和Nb的原子百分含量的比值为0.5～5；二、将步骤一称取的原料加入到水冷铜坩埚真空感应熔炼炉中，然后以3～8kW/min增长速率将熔炼功率升高至200～400kW后停止增加熔炼功率，然后恒定熔炼功率1～20min得熔体；三、将熔体浇注至温度为200～600℃的金属铸型中，冷却至室温，得β型γ-TiAl合金。7.根据权利要求6所述的一种β型γ-TiAl合金的制备方法，其特征在于步骤一中其中控制Al、V、Nb、Y和Ti元素的原子百分含量为43％～46％的Al、9％的V和Nb、0.1～0.3％的Y和余量的Ti。8.根据权利要求6或7所述的一种β型γ-TiAl合金的制备方法，其特征在于步骤一中控制V和Nb的原子百分含量的比值为1～3。9.根据权利要求8所述的一种β型γ-TiAl合金的制备方法，其特征在于步骤二中然后以4～6kW/min增长速率将熔炼功率升高至280～360kW后停止增加熔炼功率。10.根据权利要求6、7或9所述的一种β型γ-TiAl合金的制备方法，其特征在于步骤二中然后恒定熔炼功率5～15min得熔体。2CN101880794A说明书1/5页一种β型γ-TiAl合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种TiAl合金及其制备方法。背景技术[0002]TiAl基合金由于具有低密度、高弹性模量、高的比强度、高的高温强度、良好的抗蠕变能力以及优异的防腐蚀性能等，被认为是非常具有应用前景的轻质耐高温结构材料，可应用于航空航天、海洋船舶、医疗卫生等领域。然而，TiAl合金室温塑性低，高温变形能力差，热加工困难，750℃抗氧化能力不好等缺点限制其广泛应用。随着TiAl合金向着高温高性能方向发展，Nb元素变成了TiAl合金中必不可少的一种添加元素，它可以提高TiAl合金的强度和抗氧化性能。但是，随着Nb含量增加，TiAl合金的变形能力显著降低。V元素的添加可以大大提高TiAl合金的高温变形能力