[发明专利]一种具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金及制法

摘要

本发明提供一种具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金及制法，制备的具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金是通过高能球磨结合热压烧结技术得到的，实现了双峰TiAl合金的有效、可控制备。其特点是高温力学强度较高，抗氧化性能较好，具有良好组织结构的TiAl基合金。且本发明制备的具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金具有微细晶粒γ+α₂/γ双态组织和粗晶粒单相γ组织，在950℃，应变速率为2×10^‑4s^‑1时压缩强度为可达到达到300Mpa～350Mpa。本发明提供一种具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金可用于制造发动机部件、框架、飞机转子、涡轮机叶片及汽车排气阀等部件，是替代镍基高温合金的理想轻质结构材料之一。

主权项

1.一种具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金的制备方法，步骤和条件如下：（1）取TiAl预合金粉末，组分和重量百分比如下：Ti 49.7% ～ 67.8%；Al28.5% ～ 38.2%；Nb0.1% ～ 12%；Cr0.1% ～ 6.7%，粒度在30μm ～ 150μm之间；在球磨罐中加入不锈钢钢球，将TiAl预合金粉末装入球磨罐中球磨；钢球和粉末质量比为5 ～ 20：1，小不锈钢钢球直径为10mm, 大不锈钢钢球直径为15mm；小不锈钢球和大不锈钢钢球数量比为1 ～ 3：1，球磨速度400r/min ～ 600r/min，球磨时间为20h ～ 30h；球磨后得到粒度在0.1μm ～ 6μm之间的细粉；（2）在球磨罐中加入不锈钢钢球，按步骤（1）得到的细粉的质量占细粉和TiAl预合金粉末总质量的20% ～ 60%的配比，将细粉和TiAl预合金粉末粗粉装入球磨罐中混合，其中不锈钢钢球直径为15mm；钢球和粉末的质量比为1：0.5 ～ 3，球磨速度100r/min ～ 300r/min，球磨时间为10min ～ 60min；得到混合粉末；（3）将步骤（2）得到的混合粉末置入模具中，在真空热压炉中烧结，真空度为10^‑4Pa ～ 20Pa条件下，加热至300℃ ～ 600℃，采用的热压压力为10MPa ～30MPa，加压时间为5min ～ 60min，加压形成坯体；将真空热压炉继续升温至1100℃～ 1350℃，采用的热压压力为20MPa ～ 50MPa，保温保压0.5h ～ 4h，关掉电源，热压件冷却至100℃～ 300℃，将热压件从真空热压炉中取出，自然冷却至室温，去模具，得到具有双峰分布特征的TiAl混晶结构合金。