粉末冶金TiAl合金的包套轧制工艺及其热处理研究
粉末冶金TiAl合金的热变形行为研究
其是 针对 采 用 氩 气 雾 化 粉 末 制 备 的 粉 末 冶 金 Ｔ ｉ Ａ １ 合金 而 言几乎 是 空 白。 由于 制 备 工 艺 的不 同 ， 粉 末 冶金 Ｔ ｉ Ａ １ 合金 的原 始坯料 组 织 有较 大 差 异 ， 有必 要 专 门对粉 末冶 金 Ｔ ｉ Ａ １ 合金 的热变形 行 为进行 研究 。
０ ． ０ ０ １～ ０ ． １ ｓ ～， 工程应变量为 ５ ０ ％， 研 究 其 在 高 温 压 缩 变形 中 的 流 变 应 力 行 为 。研 究 结 果 表 明 ： 在实验范围 内， 粉
末冶 金 Ｔ ｉ Ａ １ 合 金 在 热 压 缩 变 形 过 程 中 发 生 了明 显 的动 态 再 结 晶 ， 其 流 变 应 力 随 应 变 速 率 的增 大 而 增 大 ， 随 变 形 温 度 的升高而降低 ； 粉末冶金 Ｔ ｉ Ａ １ 合金热压缩变形过 程的流变行为可用包含 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 项的Ｚ ｅ ｎ ｅ ｒ ． Ｈ ｏ ｌ ｌ ｏ ｍ ｏ ｎ参 数 来 描 述， 所 获 得 的峰 值 应 力 表 达式 为 ： ：９ ０ ． ９ １ Ｉ ｎ ｛ （ Ｚ ／ １ ． ６ ８×１ ０ ） ＋［ （ Ｚ ／ １ ． ６ ８×１ ０ ） ＋１ ］ ｝ ， 其 变 形 激 活 能
程， 而粉 末 冶 金 法 （ Ｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ ，Ｐ Ｍ） 可 以 使 得 这 些 问题得 到 根本性 的解决 。粉 末冶 金 方法不 仅 能够 消 除宏观 偏 析 ， 获 得 的组织 细 小均 匀 ， 而且 可 以 实 现 复杂 制件 的近终 成 形 ， 避 免该 材 料 的机 加 工 困 难， 成 为 目前 国 内外 材 料 研 究 领 域 的热 点 ～ 。粉 末 冶 金法 制 备 Ｔ ｉ Ａ １ 合 金 主要 有 元 素 粉 末 法 和 预 合 金 粉 末法 ， 随 着制 粉工 艺 的不 断提 高与 完善 ， 采用 预
TiAl合金的热加工、组织和性能
第２ 卷 ９
第３ 期
中 国材 料 进 展
ＭＡＴ ＥＲＩ ＡＬＳ ＣＨＩ ＮＡ
Ｖｏ ９ Ｎｏ ３ Ｌ２ ． Ｍａ ． ０１ ｒ２ ０
２１ ０ ０年 ３月
ＴＡ 合 金 的 热 加 工 、 组 织 和 性 能 ｉ１
陈玉勇 ，杨 非 ，孔 凡涛 ，肖树 龙
（ 哈尔滨工业大学材料 科学与工程学 院 ，黑龙 江 哈尔滨 １００ ） ５ ０ １
Ｋｅ ｒ ｓ：Ｔ Ａ ｌ ；ｐｏ ｅ ｓ ｇ ｉｒｓ ｕ ｔｒ ；ｐｏ ｅｔ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｉ１ ｏ ｌ ａ ｙ ｒｃ ｓｉ ；ｍ ｃ ｔ ｃ ｅ ｒｎ ，ｗｔ ｉ ｆ ２０ｍｍ ｘ ４ｍｍ ａｄ５ ０ｍ ０ ｍ，ｒｓｅｔ ｅ ，ｗ ｒ ｕｃｓｆＨ ｒｐ ｅ ｒ ｇ ｏ ｉ Ｃ ｉａ ｉｌ ｚ ｏ ＋ ６ ｎ ０ ｍ ｘ３０ ｍ ｙｎ ｌｓ ｅ ２ ｅｐ ｃｖｌ ｉ ｙ ｅｅｓｃｅｓ ｙｐｅａ ｄｔ ｏ ｈ ｕ ｒ ｈｕ
关键 词 ：ＴＭ 合金 ；加工 ；组织 ； 能 ｉ 性 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｉ６ ２ Ｇ ４ ． ３ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ ３ ６ （ ０ ０ ０ ０ １ ０ ６ ４— ９ ２ ２ １ ） ３— ０ ２～ ６
TiAl系金属间化合物球型预合金粉末制备及粉末冶金工艺研究_郎泽保
收稿日期:2007-09-30作者简介:郎泽保,1975年出生,硕士,主要从事粉末冶金的研究T iA l 系金属间化合物球型预合金粉末制备及粉末冶金工艺研究郎泽保1崔玉友2王 亮1徐 磊2张绪虎1(1 航天材料及工艺研究所,北京 100076)(2 中国科学院金属研究所,沈阳 110016)文 摘 成功制备了T i-46A l-2Cr-2Nb-0.2B -0.1W (原子分数)球型预合金粉末,并对粉末的特性进行了研究。
在随后的粉末冶金技术研究中,运用热等静压技术得到了组织细小、均匀的粉末T i A l 系金属间化合物,但材料的伸长率很低。
经热处理后,材料的伸长率达到了2.5%。
关键词 T i A l 金属间化合物,球型预合金粉末,粉末冶金Production of Pre -A lloyed Ga mma T itani u m A lu m i ni deSpherical Po wder and P /M Processi ngLang Zebao 1Cui Yuyou 2W ang L iang 1Xu Lei 2Zhang Xuhu1(1 A erospace R esearch Institute o fM ater i a ls&P rocessi ng T echno l ogy ,Be iji ng 100076)(2Institute ofM e tal R esearch Ch i nese A cademy o f Science ,Shenyang 110016)Abst ract Pre -alloyed ga mm a titaniu m alu m inide spherical po w ders w ith co m position T i-46A l-2Cr-2Nb-0.2B-0.1W (a%t )have been successfully produced by PI G A.The characteristics of prealloyed ga mm a titan i u m alum i n i d e po w ders have been investigated .I n t h e further P /M processi n g ,ga mm a titani u m alum i n i d e co m pact w ith fi n e and ho m ogeneous m icrostr ucture has been obta i n ed by H I P ,alt h ough elongati o n of the co m pact is poor .A fter heat treat m en,t the elongati o n of the co m pact has reached 2.5%.K ey w ords T itan i u m alum i n i d e ,Spherical pre -all o yed po w ders ,P /M 1 前言T i A l 系金属间化合物具有轻质、高强,900 下抗氧化性能好等特点,因此被认为是研制超音速飞行器中最合适的备选材料之一[1~3]。
TiAl金属间化合物粉末冶金制备技术研究
（ ｅｏｐｃ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｏ Ｍａ ｒ ｌ ａｄＰｏｅｓ ｇＴ ｃｎｌｇ ，ｅ ｉ １０ ７ ） Ａ ｒｓａｅＲ ｓａｃ ｔｕ ｆ ｔ ｉ ｓ ｎ ｒ ｓｉ ｅｈｏｏｙＢ ｉｎ ｎ ｉ ｅ ｅ ａ ｃ ｎ ｊ ｇ ０ ０ ６
Ａｂｓｒ ｃ Ｔｉ一４ ｔａｔ ６Ａ１—２Ｃｒ一２ Ｎｂ 一０． Ｂ 一０．１ ｐ ｅ ａｌ ｙ ｄ ｓ ｅ ｅ ｐ ｗｄ ｒ ｉ ａ ｒｃ ｔｄ ｂ ａ ｔｍｉａ ｉｎ． ２ Ｗ ｒ — ｌ ｅ ｐｈ ｒ ｏ ｅ ｓｆ ｂ ｉａ ｅ ｙ ｇ ｓ ａ ｏ ｚ ｔｏ ｏ Ｔ ｘ ｇ ｎ ａ ｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ｏ ｔｎ ｆｔ ｗｄｅ ｓ０． ５９ ％ ａ ｄ ０． ０１ ％ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ｎ ｈ ｒ ｉ ｉｅ ｏ ｈ ｈｅ ｏ ｙ ｅ ｎ ｙ ｒ ｇ ｎ ｃ ｎｅ ｔｏ ｈｅ ｐｏ ｒ ｉ ０ ｗｔ ｎ Ｏ ｗｔ ｅ ｐ ｃｉ ｅｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｇ ａｎ ｓｚ ｆ ｔ ｅ ｐ ｗｄ ｒｈａ ｕ ｓａ ｉｔｉ ｕ ｉ ｎ，ａ ｇ ｎ ｒ ｍ ０ ｔ ９ ｍ ．Ｔｈ ｎ ｔ ｒ — ｌ ｙ ｄ Ｔｉ一４６ ｏ ｅ ｓ ａ Ｇａ ｓ ｉｎ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｒ ｎ ｉ ｇ ｆｏ ５ ｏ １ ０ ｅ ｈｅ ｐ ｅ ａ ｌ ｅ ｏ Ａ１—２Ｃｒ一２Ｎｂ一０． ２Ｂ
维普资讯
ＴＡ 金 属 问化 合 物 粉 末 冶金 制 备 技 术 研 究 ｉ１
张 绪 虎 郎泽 保
１０７ ） ０ ０ ６ （ 天 材 料 及 工 艺研 究 所 ， 京 航 北
文
摘 用气体 雾化 制粉技 术成功 制备 了 Ｔ 一４ Ａ —２ ｒ Ｎ ｉ ６ １ Ｃ 一２ ｂ一０ ２ ． Ｂ一０ １ 球 形预 合 金 粉 末 ， 末 中 ．Ｗ 粉
的氧和 氢的质 量分 数 分别 为 ００ ９ ．５ ％和 ００ １ ， 末 的粒度 呈 正 态分布 ， ．０ ％ 粉 粒度 主要 分布 在 ５ Ｏ～１０ ｍ。采 用 ９
TiAl金属间化合物粉末冶金工艺研究进展
TiAl金属间化合物粉末冶金工艺研究进展[摘要] 粉末冶金工艺可有效避免铸锭冶金带来的成分偏析、组织粗大、缩松缩孔等问题，是TiAl金属间化合物制备的重要研究方向。
从粉末制备、烧结、成形、热处理4个方面对TiAl金属间化合物粉末冶金工艺的研究进展进行了介绍，重点评述了冷壁坩埚真空气雾化、电极感应熔炼气雾化、热等静压等制备技术，对粉末冶金制备TiAl金属间化合物的研究方向进行了展望。
关键词： TiAl金属间化合物；粉末冶金；气雾化；热等静压（HIP）；近净成形随着现代工业的快速发展，对材料的强度、承温能力、减重等提出了更高的要求。
TiAl金属间化合物密度低、比强度高、阻燃性能好、抗蠕变抗氧化性能好，使用温度为700～900℃，是极具潜力的新型轻质耐高温结构材料[1]。
目前，TiAl 金属间化合物大量应用于航空发动机低压涡轮叶片的研制和生产。
2006年，GE 公司就将4822合金（Ti-48Al-2Cr-2Nb）用于制造GEnx 发动机的第六、七级低压涡轮叶片，首次实现了TiAl金属间化合物的工程化应用[2]。
2013年，中国科学院金属所获得了罗罗公司颁发的TiAl 涡轮叶片精密铸造技术质量认证证书，使国内TiAl叶片达到国际先进水平。
赛车等高档汽车上也采用TiAl金属间化合物制造增压涡轮、排气阀等，对提高发动机转速，减少动阀磨损具有重要作用[3]。
随着超音速飞行器、热防护系统用结构材料对承温能力的要求逐渐提高，TiAl金属间化合物板材、箔材等也具有广阔的应用前景[4]。
TiAl金属间化合物常用的制备工艺有铸造、铸锭冶金和粉末冶金。
TiAl叶片的制备需先用重力铸造出毛坯，再机加出最终尺寸的叶片，原料利用率较低，另外TiAl金属间化合物的本征脆性也导致机加难度较大，从而使TiAl叶片制造成本一直居高不下[5]。
采用铸锭冶金工艺制备TiAl 板材等，需先采用热等静压、均匀化退火等消除铸锭的缩松、缩孔、成分偏析等缺陷，随后进行一次或多次锻造来细化晶粒组织，最终轧制成所需的材料[6]。
(完整版)粉末冶金TiAl合金
3、铸态材料存在严重的疏松、缩孔和成分偏析
熔体粘度高， 补缩能力不足，且在凝固过程中存在包晶反应。 铸造钛铝较差的成形性能成为长期制约该材料实用化进程的关键因素。
二、γ-TiAl系合金的制备工艺
γ-TiAl系合金的铸造性能较差，易产生铸态缺陷。粉末冶金方 法在消除宏观成分偏析、 疏松、缩孔和近净成形方面具有明显优 势， 因而也是制备 γ-TiAl基合金的主要方法之一。
2、高温拉伸性能
从图中可以看出粉末冶金γTiAl系合金材料的抗拉强度随温 度的变化而发生剧烈变化：800— 850 ℃ ，粉末冶金γ-TiAl系合金 的强度变化不大；当测试温度超 过850 ℃时，抗拉强度下降明显， 并在1000 ℃时，抗拉强度下降到 290 MPa 左右。
粉末冶金γ-TiAl系合金的伸长 率随着测试温度的升高而增加， 尤其当测试温度由800 ℃升到 900“C时，伸长率急剧增大，而 当超过900℃之后，伸长率变化不 大。
由于Ti-Al金属间化合物的生成热相对较低， 因而需用SHS技术的 “热爆”方式来合成。快速加热时，高密度压坯内细小孔隙产生的较大 毛细作用力将促进熔融Al迅速扩展开，与Ti粉末颗粒产生反应， 因而有 利于燃烧反应的进行以及Ti-Al金属间化合物的合成 。
自蔓延高温合成法也可用于制备TiAl基合金粉末， 这种合金粉末可用 某些特殊粉末冶金成形方法成形。
γ大-T，iA位l是错一的种可有动序性的差，L10从面而心严正重方影结响构了，晶位体错的运塑动性的变点形阵能阻力力。（p-N 力） 另外，γ-TiAl基合金的铸态组织主要由粗大的层片晶团组成， 晶团之间的
变形协调能力差。
这两方面的原因直接导致了 γ-TiAl基合金的室温脆性。
粉末冶金.
粉末冶金γ-TiAl化合物合金的加工工艺、微观组织和力学性能C. F. Yolton1, Ulrike Habel1 and Young-Won Kim21Crucible Materials Corporation, 6003 Campbells Run Road,Pittsburgh, PA 15205-1022 USA2 UES Inc., 4401 Dayton-Xenia Road, Dayton, OH 45432-1894 USA关键词：TiAl, 粉末，热等静压(HIP)摘要:γ-TiAl金属间化合物合金（简称TiAl）作为宇航应用的先进高温结构材料正为世人广泛关注。
惰性气体雾化预合金粉末与随后热等静压（HIP）工艺相结合能达到全致密度，可用于制作后续锻造和轧制加工的坯件或热等静压成形件。
预合金粉末冶金（PM）工艺的优点之一是不论部件尺寸的大小，都可获得均匀和细小的微观组织。
本文介绍了γ-TiAl预合金粉末的制备及其特性。
至今，成分为Ti-48Al-2Nb-2Cr, Ti-46.5Al-4(Nb,Ta,Cr,B)（简称γ-Met）和 Ti-46Al-4(Nb,Mo,Cr,B,C)（简称395MM）等TiAl预合金粉末的产量均超过500公斤。
任何惰性气体雾化粉末均会产生热致孔洞（TIP）现象，本文分析了加工工艺和热处理条件对TiAl预合金粉末微观组织和热致孔洞的影响，并对压坯成形工艺、微观组织和力学性能进行了描述和讨论。
1引言TiAl金属间化合物合金因其优异的高温性能特别适用于制作宇航、汽车发动机及其它领域应用的高温部件[1,2]。
TiAl合金的主要优点是低密度、高温高比强、高弹性模量和较好的抗氧化性能。
然而该类合金在工业规模铸锭生产和锻造加工方面，还存在一些问题，其中包括大铸锭的中心孔洞、孔管，各部位晶粒尺寸不一致以及由于成分不均匀导致各区域密度的差异等质量问题[3]。
采用粉末冶金（PM）工艺提供了解决上述与大锭生产相关诸多问题的前景，同时，还有希望降低最终部件的总价格。
粉末冶金TiAl基合金的研究进展
粉末冶金TiAl基合金的研究进展作为高温结构材料，TiAl基合金正受到业内界人士的越来越高度关注，良好的抗氧化性能，低密度，耐高温性能等，让其比之镍基合金和钛基合金更具优越性，因此成为航空，国防，军工等高科技领域极具吸引力的材料。
然而，室温塑性低，高温屈服应力高和加工成形性差等，使得TiAl合金广泛应用受到严重的制约。
因此，研究和开发针对TiAl合金合理高效的制备与成形技术，是科技工作者的一个重要课题。
常规制备TiAl基合金的方法主要有粉末冶金，铸造，铸锭冶金等。
其中粉末冶金方法有其显著独特优点：克服了铸造缺陷，如疏松缩孔等；加入合金元素来制备复合材料变得容易；材料成分均匀，显微组织细小，力学性能优异；复杂零件易于实现近净成形。
1 预合金粉末制备工艺采用预合金粉末成型工艺制备TiAl基合金首先要制备γ-TiAl 预合金粉末，之后经过模压成型与烧结反应而制得所需制件的工艺。
此工艺的成本有些昂贵，因为，Ti熔点高且活性比较大，需要在制备过程中严格控制工艺，故难度也較大。
现阶段，发展出来很多方法制备γ-TiAl预合金粉，其中主要被采用的有：雾化法、机械合金化法（MA）、自蔓延高温合成法（SHS）等。
此工艺所1/ 6获材料其晶粒大小，相分布以及合金元素分布的均匀性与相应的锻件相比，都得到显著提高。
用预合金法，德国姆波公司制造出大型客机连接臂，和直升机叶片连杆接头，产品相比于锻件，材料和成本分别节省40%和34%。
随后美国坩埚公司又开发出，可以制备全致密，形状复杂的钛合金近形产品的陶瓷模热等静压技术，使得合金材料的力学性能得到进一步提升。
2 元素粉末法元素粉末法是对Ti、Al和Nb、Cr、Mo等外加元素预压成形，在高温下反应合成之后进行致密化来制备TiAl基合金材料的，制品组织细小、成分均匀。
此法优点是成本比较低，工艺设备简单而且容易添加各种高熔点合金元素，通过均匀化混合和高温反应能避免成分偏析。
元素粉末法制备TiAl基合金，已经得到了广泛研究，所制备出来的材料性能可与铸造TiAl基合金媲美。
粉末冶金TiAl基合金的研究进展
粉末冶金TiAl基合金的研究进展作者：梁兴华姜荃梁均全来源：《科技传播》2013年第10期摘要本文综述了粉末冶金制备钛铝基合金的几种工艺方法，如预合金粉末工艺，元素粉末制备工艺，自蔓延高温合成工艺方法等，介绍了有关力学性能的研究及进展情况，对各方法的优势及局限性进行了论述，同时指出了粉末冶金TiAl基合金制备技术目前存在的问题及今后研究重点。
关键词 TiAl基合金；粉末冶金；力学性能中图分类号TF12 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0045-020 引言作为高温结构材料，TiAl基合金正受到业内界人士的越来越高度关注，良好的抗氧化性能，低密度，耐高温性能等，让其比之镍基合金和钛基合金更具优越性[1]，因此成为航空，国防，军工等高科技领域极具吸引力的材料。
然而，室温塑性低，高温屈服应力高和加工成形性差等，使得TiAl合金广泛应用受到严重的制约。
因此，研究和开发针对TiAl合金合理高效的制备与成形技术，是科技工作者的一个重要课题。
常规制备TiAl基合金的方法主要有粉末冶金，铸造，铸锭冶金等。
其中粉末冶金方法有其显著独特优点：克服了铸造缺陷，如疏松缩孔等；加入合金元素来制备复合材料变得容易；材料成分均匀，显微组织细小，力学性能优异；复杂零件易于实现近净成形。
1 预合金粉末制备工艺采用预合金粉末成型工艺制备TiAl基合金首先要制备γ-TiAl预合金粉末，之后经过模压成型与烧结反应而制得所需制件的工艺。
此工艺的成本有些昂贵，因为，Ti熔点高且活性比较大，需要在制备过程中严格控制工艺，故难度也较大。
现阶段，发展出来很多方法制备γ-TiAl 预合金粉，其中主要被采用的有：雾化法、机械合金化法（MA）、自蔓延高温合成法（SHS）等。
此工艺所获材料其晶粒大小，相分布以及合金元素分布的均匀性与相应的锻件相比，都得到显著提高。
用预合金法，德国姆波公司制造出大型客机连接臂，和直升机叶片连杆接头，产品相比于锻件，材料和成本分别节省40%和34%[2]。
TiAl预合金粉末制备的研究进展
以预合 金粉末 法致 密 化成 形 的 ＴＡ 基 合 金 成 分 均匀 ｉ１ 性 好 ，氧及 杂 质 含 量 低 ，且 力 学 性 能优 良， 目前 已
末 冶金 工艺 易 于添 加 合 金 元 素 而 制备 复合 材 料 ，并
且 可实 现复 杂零 件 的近 净 成 形 ，因此 以粉 末 冶 金 工
艺 制备 这种 室温 延性 差 、加 工 困难 的 ＴＡ 基 合 金 就 ｉ１
成 为一 个 重要 的研 究 领 域 Ｊ 目前 以粉 末 冶 金技 。
Ｆｉ．１ Ｔｈ ｃ ｍ ａｉ ｌｕ ｔａｉｎｓｏ ｔ ｍｉａｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｇ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｉ ｓｒ ｔ ｆａｏ ｚ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ ｃ ｌ ｏ
速率和颗粒直径都会对制备合金粉末 的组织和相成
分构 成一定 影 响。对 于 ＴＡ 预 合 金粉 末 ，高冷 速 会 ｉ１ 增加 六方 ｏ 相 的体 积分 数 ，体 现在 Ｘ Ｄ上 是 衍 ｔ ： Ｒ
术 制备 ＴＡ 基合 金 的方 法 主要 有 元 素粉 末 法 和 预合 ｉ１
金 粉末 法 。元 素 粉 末 法 制 备 ＴＡ 基 合 金 的 成 本 低 ， ｉ１ 易 于添 加各 种 合 金 元 素 ，成形 性好 ，但 是 杂 质 含 量
较 高 ，且烧 结 成 品 力 学 性 能较 差 ，实用 潜 力 低 。而
Ｇ Ａ技 术是将 坯 、锭 、棒等 原料熔 化后 经 导 流管
形成 ｔ ｄ 液流 或 直 接 熔 化形 成 细小 液 流 ，再 以高 压 ［， Ｈ
一种TiAl基合金及其热处理工艺[发明专利]
![一种TiAl基合金及其热处理工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/dba96ea42b160b4e777fcfe5.png)
专利名称：一种TiAl基合金及其热处理工艺专利类型：发明专利
发明人：陈光,王敏智,彭英博,祁志祥,李沛申请号：CN201410782753.2
申请日：20141217
公开号：CN104480347A
公开日：
20150401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种TiAl基合金及其热处理工艺。
本发明TiAl基合金成分按原子百分比表示为Ti-(40-50)Al-2Nb-2Cr-aV，a为原子百分比，0＜a≤4，余量为Ti。
制备上述晶粒细小、组织均匀TiAl基合金，包括以下步骤：采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼母合金，将母合金放置于HTF型高温电炉中，在保护性气体氩气下，将母合金进行热处理；母合金在1310-1330℃退火10-30min，接着在1310-1330℃保温10-30min，炉冷至室温。
本发明与现有热处理制度相比，热处理过程中材料不需要进行淬火，避免了显微裂纹；不需要昂贵的热加工设备，降低了成本,扩大了TiAl基合金的应用范围。
申请人：南京理工大学
地址：210094 江苏省南京市孝陵卫200号
国籍：CN
代理机构：南京理工大学专利中心
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低氧粉末冶金TiAl合金制件及其制备方法[发明专利]
![低氧粉末冶金TiAl合金制件及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2fb0eaf7b7360b4c2f3f6428.png)
专利名称：低氧粉末冶金TiAl合金制件及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：路新,张策,郭志猛,杨芳,刘博文,潘宇,徐伟,曲选辉申请号：CN202010437001.8
申请日：20200521
公开号：CN111763842A
公开日：
20201013
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种低氧粉末冶金TiAl合金制件及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：原料准备，选取块体TiH、Al‑Ti中间合金以及Al与其他合金元素的中间合金为原料；破碎处理，将所述原料混合后进行低温机械破碎处理，得到破碎后粉末；将所述破碎后粉末依次进行成形、真空烧结及无包套热等静压处理，得到TiAl合金制件。
本发明通过对改进原料种类、破碎方式及优化制备流程实现了低氧含量高致密度的TiAl合金，制备得到的TiAl合金致密度大于99％，氧含量低于0.15wt.％。
申请人：北京科技大学
地址：100083 北京市海淀区学院路30号
国籍：CN
代理机构：北京辰权知识产权代理有限公司
代理人：佟林松
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粉末冶金铁镍合金热处理工艺流程
粉末冶金铁镍合金热处理工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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TiAl合金热加工研究进展
TiAl合金热加工研究进展
张来启;葛庚午;林均品
【期刊名称】《精密成形工程》
【年(卷),期】2022(14)11
【摘要】TiAl合金作为新一代轻质高温结构材料,具有优异的高温性能,在航空发动机等领域具有重要应用前景。
但是TiAl合金具有本征脆性,热加工窗口窄,热变形易开裂,限制了其广泛应用。
回顾了TiAl合金的发展历程,综述了其热变形行为以及高温锻造、高温轧制和热挤压等热加工技术,并指出了TiAl合金热加工未来发展方向。
【总页数】9页(P1-9)
【作者】张来启;葛庚午;林均品
【作者单位】北京科技大学新金属材料国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG306
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技术研究进展
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作者：郎泽保崔玉友王亮徐磊张绪虎 Lang Zebao Cui Yuyou Wang Liang Xu Lei Zhang Xuhu 作者单位：郎泽保,王亮,张绪虎,Lang Zebao,Wang Liang,Zhang Xuhu(航天材料及工艺研究所,北京,100076)
崔玉友,徐磊,Cui Yuyou,Xu Lei(中国科学院金属研究所,沈阳,110016)
刊名：宇航材料工艺ISTIC PKU英文刊名：AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007 37(6) 分类号：V4 关键词：TiAl金属间化合物球型预合金粉末粉末冶金。
热处理工艺对包套挤压镍微合金化TiAl合金组织与性能的影响
热处理工艺对包套挤压镍微合金化TiAl合金组织与性能的影响Effect of H eat T reatment on M icrostructures and Properties ofCanned Ex truded T iA l A lloy Containing M inor N i袁志山1,陈岁元1,韩鹏彪2,姜明智2,张 继2,刘常升1(1东北大学材料与冶金学院,沈阳110004;2钢铁研究总院高温材料研究所,北京100081)YU AN Zhi shan1,CH EN Sui y uan1,H AN Peng biao2,JIANG Ming zhi2,ZH ANG Ji2,LIU Chang sheng1(1Scho ol of Materials and Metallur gy,Nor theaster nUniversity,Sheny ang110004,China;2H igh Temper ature M aterials Research Institute,Central Iro n and Steel Resear ch Institute,Beijing100081,China)摘要:以包套挤压镍微合金化T iA l合金为研究对象,研究了热处理工艺对合金组织和室温、800 拉伸性能的影响。
结果表明,70%变形量包套挤压合金经( + )双相区1250 热处理获得了再结晶完全的双态组织,其中不含有残留的层片结构;挤压合金经( 2+ )双相区退火处理后,合金室温拉伸屈服强度为535M Pa,抗拉强度为650M Pa,延伸率为3%; 800 拉伸屈服强度为365M Pa,抗拉强度为400M Pa,延伸率为156%,这种组织有利于进一步加工成形,使超塑成形成为可能。
关键词:T iA l合金;包套挤压;再结晶;拉伸性能中图分类号:T G146.2 文献标识码:A 文章编号:1001 4381(2005)09 0037 04Abstract:T he effect of heat treatment o n m icrostr uctures and proper ties o f canned ex truded T iA l alloy containing minor N i w as investigated at room temperatur e and elev ated tem perature.The results show ed that full static recry stallization in( + )phase field occur red to the micr ostructure o f70%de form ation induction ex truded allo y,it pr oduced duplex micr ostructure,and the rem nant lamellar structure in extruded alloy w as eliminated;after heat treatment at( 2+ )phase field o n ex truded TiAl alloy,its yield tensile streng th,ultimate tensile streng th and plastic elongation w ere535, 650M Pa and3%;and its y ield tensile str ength,ultim ate tensile streng th and plastic elo ng ation at 800 w ere365,400M Pa and156%,w hich w as suitable for further pro cessing and m ade superplastic for ming possible.Key words:T iA l alloy;canned ex trusion;recr ystallization;tensile pr opertyTiAl基合金具有密度低,比强度高和抗氧化性好等优点,是航空航天、汽车工业等领域最具有潜力的高温结构材料之一[1,2]。
粉末冶金制备TiAl基合金及其内耗研究
粉末冶金制备TiAl基合金及其内耗研究
TiAl合金具有密度低、抗高温氧化等优异的合金性能而得到研究者的广泛关注,是最具潜力的轻质高温材料之一。
但其室温塑性差、加工成形困难成为TiAl基合金材料实用化的障碍,粉末冶金方法制备TiAl基合金能获得晶粒组织均匀细小,有望解决合金室温塑性低和难于加工问题。
本文采用高能球磨制粉—冷压制坯—真空低温预烧脱气—高温反应烧结方法制备Ti48Al(0～12)Nb合金,探讨无压真空烧结制备高性能TiAl基合金材料的新途径。
着重考察了无压真空烧结制备Ti-Al基合金的内耗特性及其影响因素。
首先研究Ti粉和Al粉的高能球磨中球磨时间对球磨后复合粉体粒度以及坯块压制密度的影响,确定最佳球磨时间为40h,此时粉末粒度约为4μm,在
1200MPa压力冷压制坯相对密度可达85.65%。
通过对球磨粉末组织成分研究结果表明,球磨过程粉末颗粒细化,粒度趋于均匀,球磨粉末为Ti、Al颗粒的简单粘结复合颗粒,没有发现TiAl基金属问化合物形成。
同时研究了高能球磨无压烧结过程致密化行为,结果表明,球磨粉末颗粒越小、冷压制坯压力越大、烧结温度越高烧结体越致密。
采用动态机械热分析仪研究TiAl合金内耗。
研究了不同振动频率下内耗,分析内耗机制,并研究了制粉工艺、烧结工艺及Nb添加对内耗的影响。
对合金内耗-温度的曲线研究表明,在测试温度范围内合金显示出位错型内耗机制。
内耗曲线上明显观察到两内耗峰,研究分析两内耗峰分别为位错内耗峰和晶界内耗峰,位错内耗峰和晶界内耗峰出现温度分别在178℃和248℃附近。
粉末颗粒尺寸、压坯密度、烧结温度、时效及Nb添加量等因素对合金内耗包括内耗峰
峰、值峰位都有一定的影响。
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粉末冶金TiAl合金的包套轧制工艺及其热处理研究TiAl基合金具有密度低、比强度高、比刚度高,以及良好的高温抗氧化、抗蠕变性能,是一种非常有潜力的轻质高温结构材料,在航空航天、汽车制造等工业领域有着广阔的应用前景。
而制备无缺陷的板材是该合金工程化应用的关键。
本文比较系统的研究了粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(at.%)合金的直接包套轧制工艺,并对轧态合金板材的热处理工艺进行了探索。
同时,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和室温拉伸试验等手段检测分析了不同轧制工艺和热处理工艺对TiAl合金板材的显微组织和室温力学性能的影响,为大尺寸TiAl合金板材的热加工工艺参数制定和优化提供了理论指导。
本研究的主要结论有以下几点：(1)通过设计适当的包套方案和热包套轧制工艺,热等静压态的粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金能在普通热轧机上直接轧制出完好的薄板材。
实验室中已轧制出了宽度超过150mmm的完好板材,最小厚度可达1mm。
1280℃时,轧制速度为1.4m/min,道次变形量25%条件下轧制的总变形量为60%的板材最高室温极限抗拉强度可达789MPa,其伸长率为2.5%。
(2)变形温度和道次变形量对TiAl合金的塑性变形性能影响很大,Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的初始轧制温度不能低于1250℃,但也不宜高于1300℃。
初始道次变形量不应大于25%。
提高轧制温度、增大道次变形量能提高板材的力学性能。
但总变形量较大时则会降低板材的力学性能。
合适的轧制工艺制度为：轧制温度1280℃,轧制速度2.4m/min,道次间退火3-5min,道次变形量不超过25%,同
时总变形量不超过70%。
此时,板材具有良好的强度与塑性匹配。
(3)双态组织TiAl合金板材在1150℃退火2h,将转变为近Y组织。
合金中的层片晶团体积分数和晶团尺寸均随固溶处理温度升高以及时间延
长而增加。
层片间距则随固溶处理温度升高以及时间延长而减小,也即是随层片晶团尺寸的增大而细化。
轧态合金的α相转变温度在1300℃至1310℃之间。
轧态合金经1150℃预处理后,再在1310℃进行固溶处理15min并随即炉冷至900℃进行稳定化处理2h
后能获得比较均匀、细小的全层片组织。