[发明专利]一种双态结构的高强韧钛基高温合金及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双态结构的高强韧钛基高温合金，其特征在于包含以下按原子百分比计组分：Ti64～68at.%，Nb8～18at.%，Cu6～10at.%，Ni5～8at.%，Al3～8at.%；

所述的合金结构由魏氏结构基体和等轴状(Cu,Ni)-Ti₂相组成。

2.根据权利要求1所述的高温合金，其特征在于：所述的魏氏结构基体由β-Ti相包围的板条状(Cu,Ni)-Ti₂相组成，该板条(Cu,Ni)-Ti₂相宽度为20～200nm，长度为100～500nm。

3.根据权利要求1所述的高温合金，其特征在于：所述等轴状(Cu,Ni)-Ti₂相由多边形的等轴(Cu,Ni)-Ti₂相组成，其相区尺寸范围为1～10μm。

4.根据权利要求1所述的高温合金，其特征在于：所述魏氏结构基体的体积分数占合金总体积分数的40～90%；所述等轴(Cu,Ni)-Ti₂相的体积分数占合金总体积分数的10～60%。

5.一种根据权利要求1所述高温合金的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）高能球磨制备合金粉末

将各组分混匀，置于球磨机中进行高能球磨，得到合金粉末；

（2）脉冲电流烧结合金粉末

采用脉冲电流快速烧结步骤（1）制备得到的合金粉末，工艺条件如下：

烧结设备：放电等离子烧结系统

烧结电流类型：脉冲电流

烧结温度Ts：800～1000℃

烧结时间：5～25min

烧结压力：30～400MPa

经烧结即获得双态结构的高强韧钛基高温合金。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述各组分均为单质粉末，直径为75～150μm。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述高能球磨指在转速为2～5s^-1下球磨1～30h，球料比为8:1～12:1。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：当采用石墨模具时，步骤（2）所述烧结压力为30～50MPa。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：当采用碳化钨模具时，步骤（2）所述烧结压力为50～400MPa。

10.根据权利要求1所述双态结构的高强韧钛基高温合金在航天航空领域中的应用。