[发明专利]TiAl合金材料及其制备方法以及TiAl合金材料的锻造方法

说明书

热锻用TiAl合金材料(10)包括由TiAl合金形成的基材(12)和形成于基材(12)的表面、主要成分由Al形成且含有Ti的Al层(14)。

技术领域

本公开涉及TiAl合金材料及其制备方法以及TiAl合金材料的锻造方法，特别地，涉及热锻用TiAl合金材料及其制备方法以及TiAl合金材料的锻造方法。

背景技术

TiAl(铝化钛)合金是由Ti(钛)与Al(铝)的金属间化合物形成的合金。TiAl合金耐热性优异，比Ni基合金更轻且比强度更大，因此适用于涡轮叶片等飞机发动机部件等。TiAl合金由于延展性差是难加工材料，因此，在进行热锻的情况下，要进行恒温锻造。另外，为了防止TiAl合金的氧化，包覆由变形抗力接近TiAl合金变形抗力的Ti或Ti合金等形成的鞘层进行热锻(参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-229680号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，当TiAl合金被氧化时，会在表面形成被称作α相层(αケース)的富氧层。α相层相比于母材其硬度更高，延展性差，是难加工材料。因此，当TiAl合金的表面形成α相层时，有可能在热锻时产生锻造裂纹。为了防止TiAl合金的氧化及α相层的形成，在TiAl合金上包覆鞘层在大气气氛中进行热锻的情况下，在包覆鞘层之际需要进行Ti、Ti合金等焊接的困难操作。另外，存在在热锻后鞘层结合于TiAl合金的情况，鞘层的去除操作变得困难。如此，在TiAl合金包覆鞘层并进行热锻的情况下，热锻时的操作变得繁杂，有可能降低操作性。

为此，本公开的目的在于提供一种可以提高热锻时的操作性的TiAl合金材料及其制备方法以及TiAl合金材料的锻造方法。

解决课题的方法

根据本公开的TiAl合金材料是热锻用的TiAl合金材料，包括由TiAl合金形成的基材以及形成于所述基材表面、主成分由Al形成且含有T i的Al层。

根据本公开的TiAl合金材料还可以包括设置于所述Al层的表面的由氧化铝形成的氧化铝包膜。

根据本公开的TiAl合金材料中，所述Al层的厚度可以为10μm以上100μm以下。

根据本公开的TiAl合金材料，所述TiAl合金可以含有41原子％以上44原子％以下的Al、4原子％以上6原子％以下的Nb、4原子％以上6原子％以下的V和0.1原子％以上1原子％以下的B，余量份由Ti与不可避免的杂质形成。

根据本公开的TiAl合金材料的制备方法是热锻用TiAl合金材料的制备方法，包括将TiAl合金原料进行熔融并铸造从而形成基材的基材形成步骤，以及在所述基材中进行Al的扩散渗透处理，在所述基材的表面形成主要成分由Al形成并含有Ti的Al层的Al层形成步骤。

根据本公开的TiAl合金材料的制备方法中，所述Al层形成步骤可以是将所述基材埋入由Al原料粉末、活性剂以及烧结抑制剂混合形成的处理粉末中，在非氧化气氛中在650℃以上800℃以下进行热处理。

根据本公开的TiAl合金材料的制备方法中，所述TiAl合金原料含有41原子％以上44原子％以下的Al、4原子％以上6原子％以下的Nb、4原子％以上6原子％以下的V和0.1原子％以上1原子％以下的B，余量分可以由Ti与不可避免的杂质构成。

根据本公开的TiAl合金材料的锻造方法是热锻用TiAl合金材料的锻造方法，包括在由TiAl合金形成的基材中进行Al的扩散渗透处理Al，在所述基材表面形成主要成分由Al形成并含有Ti的Al层的Al层形成步骤，以及将形成有所述Al层的基材在大气气氛中进行热锻的热锻步骤。