[发明专利]一种高强塑积TiAl基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高强塑积TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤，

第一步：将A元素粉末与TiAl预合金粉末在V型混料机中充分混合5~8小时，得到混合粉末；所述A元素粉末为Nb元素粉末；

所述TiAl预合金粉末以原子百分比计，由下述组分组成：

Al：42~50%，

A元素：1.0~6.0%，

W：0.1~0.4%，

其余杂质元素总量小于0.1%，

剩余为Ti；

A元素粉末的原子个数占TiAl预合金粉末+A元素粉末原子总个数的0.5~10%；

第二步：将步骤一所得混合粉末装入包套中，进行振实、密封后抽真空处理；第二步中，抽真空处理的温度为500℃~550℃，时间为2~3小时；

第三步：将抽好真空的密封罐进行热等静压处理，获得钛铝金属间化合物基复合材料坯料；第三步中，热等静压温度为1255℃~1265℃，压强为150~155MPa，时间为5~5.5h，随炉冷却；

第四步：从第三步获得的热等静压坯料上切取圆柱形坯料，圆柱形坯料的高径比大于1；不锈钢包套的壁厚大于坯料直径的10%，上下底厚度为壁厚2倍；

第五步：将带包套的坯料在1240℃~1260℃保温3~5小时，同时对挤压筒和挤压模具进行预热；第五步中挤压筒和挤压模具预热温度为500℃~520℃；

第六步：将第五步保温后的带包套坯料在预热后的模具中进行高温包套挤压，挤压后自然冷却；第六步中挤压温度为1240℃~1260℃，挤压速度为20~30mm/min，挤压比大于6，整个成形过程温度偏差小于10℃，且挤压速度恒定，挤压后空冷，获得原位生成TiAl金属间化合物基复合材料；

第七步：采用机械方法，将冷却后挤压坯料的包套去除，得到高强塑积TiAl金属间化合物基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高强塑积TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于：采用粉末冶金方法制坯，利用热塑性成型方法实现增强相原位生成。

3.根据权利要求1所述的一种高强塑积TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于：所用TiAl预合金粉末为-100目通粉，氧含量小于800ppm，采用旋转电极法制备；所用Nb元素粉末为-200目~-100目，氧含量小于500ppm。

4.根据权利要求1所述的一种高强塑积TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于：原位生成的增强相为纤维状分布的富Nb相和颗粒状分布的Ti₂AlNb相。

5.根据权利要求1所述的一种高强塑积TiAl基复合材料的制备方法，其特征在于：挤压获得的原位生成TiAl金属间化合物基复合材料在800℃下的高温拉伸强塑积大于38GPa%，在850℃下的高温拉伸强塑积大于46GPa%。