[发明专利]一种改善传统铸造γ‑TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法

权利要求书

1.一种改善传统铸造γ-TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、合金的的制备：将海绵钛、铝锭、含元素X的物质和纯钇置于真空水冷铜坩埚熔炼炉内进行熔炼，待合金熔化后对熔体进行保温10min～20min，然后将熔体浇注到棒状型壳中，脱壳后喷砂，得到热处理前的γ-TiAl合金；所述的含元素X的物质为铝合金或铝合金与纯Cr的混合物，其中所述的铝合金为Al-Nb中间合金、Al-V中间合金和Al-Mn中的一种或几种，且所述的含元素X的物质中元素X为非铝元素；所述的热处理前的γ-TiAl合金中各元素含量为Ti-(46～48)Al-(0～4)X-0.05Y(at％)，所述的棒状型壳在浇注前在温度为600～800℃的条件下保温2h～5h进行干燥；

二、热等静压处理：将步骤一得到的热处理前的γ-TiAl合金放入热等静压炉中，在氩气气氛下，于压力为140MPa～180MPa和温度为1240～1300℃的条件下保温保压2h～6h，得到热等静压处理后的γ-TiAl合金；

三、均匀化热处理：将步骤二得到的热等静压处理后的γ-TiAl合金放入真空管式热处理炉中，在氩气气氛下，以升温速度为12℃/min～20℃/min由室温升温至温度为1380℃～1400℃，然后在温度为1380℃～1400℃的条件下保温30min～90min，再随炉冷却至室温，得到均匀化热处理后的γ-TiAl合金；

四、α₂/γ相球化循环热处理：将步骤三得到的均匀化热处理后的γ-TiAl合金放入真空管式热处理炉中进行α₂/γ相球化循环热处理，所述的α₂/γ相球化循环热处理过程为：①以升温速度为12℃/min～20℃/min由室温升温至温度为1150～1200℃，然后在温度为1150～1200℃的条件下保温2h～4h；②随炉冷却至温度为900～1000℃，并在温度为900～1000℃的条件下保温4h～8h；③重复步骤①和②的操作10～16次，然后随炉冷却至室温，得到α₂/γ相球化循环热处理后的γ-TiAl合金；

五、等轴化热处理：将步骤四得到的α₂/γ相球化循环热处理后的γ-TiAl合金放入真空管式热处理炉中，以升温速度为12℃/min～20℃/min由室温升温至温度为1120～1160℃，然后在温度为1120～1160℃的条件下保温100h～150h，继续以升温速度为12℃/min～20℃/min由温度为1120～1160℃升温至温度为1240～1270℃，然后在温度为1240～1270℃的条件下保温4h～8h，随炉冷却至室温，得到等轴化热处理后的γ-TiAl合金；

六、近层片/全层片热处理：将步骤五得到的等轴化热处理后的γ-TiAl合金放入真空管式热处理炉中，以升温速度为12℃/min～20℃/min由室温升温至温度为1340～1370℃，然后在温度为1340～1370℃的条件下保温20min～120min，随炉冷却至室温，得到热处理后的γ-TiAl合金。

2.根据权利要求1所述的一种改善传统铸造γ-TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法，其特征在于步骤一中所述的海绵钛为0级海绵钛，且纯度＞99.9wt.％。

3.根据权利要求1所述的一种改善传统铸造γ-TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法，其特征在于步骤一中所述的铝锭纯度＞99.99wt.％。

4.根据权利要求1所述的一种改善传统铸造γ-TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法，其特征在于步骤一中所述的含元素X的物质中的铝合金中元素X的含量为该铝合金总量的50wt.％～80wt.％。

5.根据权利要求4所述的一种改善传统铸造γ-TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法，其特征在于步骤二中将步骤一得到的热处理前的γ-TiAl合金放入热等静压炉中，在氩气气氛下，于压力为160Mpa和温度为1260℃的条件下保温保压4h，得到热等静压处理后的γ-TiAl合金。

6.根据权利要求1所述的一种改善传统铸造γ-TiAl合金力学性能的多步循环热处理方法，其特征在于步骤四①以升温速度为12℃/min由室温升温至温度为1170℃，然后在温度为1170℃的条件下保温4h。