[发明专利]一种优化β‑γTiAl合金热加工性能的方法

权利要求书

1.一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于优化β-γTiAl合金热加工性能的方法是按以下步骤进行：

一、单元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示为Ti-(41～45)Al-(1～10)M，其中M依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素；以海绵钛和工业纯铝，及铌铝合金、钒铝合金、纯铬、锰铝合金、钼铝合金和纯钨中的一种为原料，按合金成分称取，根据M的不同，得到6种单元素添加合金原料；

二、双元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示为Ti-(41～45)Al-(1～10)M₁-(1～10)M₂，其中M₁依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M₂依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，且M₁和M₂不为同种元素；以海绵钛和工业纯铝，及铌铝合金、钒铝合金、纯铬、锰铝合金、钼铝合金和纯钨中的两种为原料，按合金成分称取，根据M₁和M₂的不同，得到15种双元素添加合金原料；

三、三元素添加合金配料：合金成分按原子百分比表示为Ti-(41～45)Al-(1～10)M₃-(1～10)M₄-(1～10)M₅，其中M₃依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M₄依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，M₅依次为Nb元素、V元素、Cr元素、Mn元素、Mo元素和W元素，且M₃、M₄和M₅不为同种元素；以海绵钛和工业纯铝，及铌铝合金、钒铝合金、纯铬、锰铝合金、钼铝合金和纯钨中的三种为原料，按合金成分称取，根据M₃、M₄和M₅的不同，得到20种三元素合金原料；

四、将6种单元素添加合金原料、15种双元素添加合金原料和20种三元素添加合金原料分别倒入真空非自耗水冷铜坩埚感应熔炼炉中进行熔炼，得到41种合金铸锭；

五、将41种合金铸锭分别放入热处理炉中进行成分均匀化退火；然后再进行组织均匀化退火，得到41种冷却的铸锭；

六、将41种冷却的铸锭分别放入温度为1130℃～1270℃的热处理炉中保持2～8h后水淬，得到41种淬火的TiAl合金铸锭；

七、分别从41种淬火的TiAl合金铸锭上切取淬火试样进行组织观察和成分分析；

八、通过分析和检测，得到使TiAl合金在高温出现无序β相M元素添加量的临界值；

九、根据不同M元素β相稳定能力的等效关系构建评价不同M元素β相稳定能力的Mo当量公式，即完成对β-γTiAl合金热加工性能的优化。

2.根据权利要求1所述的一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于步骤一、步骤二和步骤三中所述的海绵钛的纯度≥99.9％，工业纯铝的纯度为99.9％～99.99％，纯铬的纯度为≥99.9％，纯钨的纯度为≥99.9％，铌铝合金中铌含量为52.59％，钒铝合金中钒含量为58.99％，锰铝合金中锰含量为49.8％，钼铝合金中钼含量为52.14％。

3.根据权利要求1所述的一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于步骤四中所述熔炼具体是按以下步骤进行的：将原料加入到真空非自耗水冷铜坩埚感应熔炼炉中，控制熔炼室的真空度为3.0×10^-3MPa，调节熔炼炉功率在20min内增加至450～500KW后停止增加功率，保温2min，在保温时间内采用磁力搅拌搅拌0.5～1min，重复上述操作3～5次，得到合金铸锭。

4.根据权利要求1所述的一种优化β-γTiAl合金热加工性能的方法，其特征在于步骤五中所述成分均匀化退火的温度为800～1000℃，时间为10～30h；所述组织均匀化退火的温度为1200～1400℃，时间为10～50min。