[发明专利]一种具有低温超塑性的TiAl合金及其构件制备方法

权利要求书

1.一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，该TiAl合金构件包括以下原子百分比含量的各元素：38％-45％Al，2％-9％X，余量为Ti；其中所述X为Cr，Nb，Mn，Fe，Mo，La，B，C中的至少一种；

其特征在于该方法的步骤包括：

(1)制备TiAl合金板坯；

(2)使用包套对步骤(1)制备的TiAl合金板坯进行轧制，得到TiAl合金板材；轧制工艺参数为：轧制温度1030-1225℃、轧前保温5-90min、轧制速度为5-80mm/s、道次变形量为12％-35％、道次回炉保温时间为2-10min，板材的总压下量为50％-90％；

(3)对步骤(2)得到的TiAl合金板材进行热处理和退火处理，退火处理结束后去除包套，并在得到的TiAl合金板材表面喷涂耐高温涂料；热处理工艺参数为：热处理温度1030℃-1220℃、保温时间30min-360min，退火处理工艺参数为：退火温度为800℃-900℃，退火时间为120min-240min；

(4)对步骤(3)得到的喷涂有耐高温涂料的TiAl合金板材进行超塑成型；超塑成型工艺参数为：超塑成型温度750℃-1000℃，应变速率为1×10^-4s^-1-5×10^-2s^-1；

(5)对步骤(4)超塑成型后的TiAl合金构件进行退火处理，退火处理工艺参数为：退火温度为700℃-800℃，退火时间为180min-480min，空冷，得到具有低温超塑性的TiAl合金构件。

2.根据权利要求1所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，TiAl合金板坯通过粉末冶金法或铸锭冶金法制备。

3.根据权利要求2所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：TiAl合金板坯的制备方法为：预合金粉末+热等静压、预合金粉末+真空热压烧结、等离子束冷床炉熔炼+包套锻造、真空电弧熔炼+包套锻造或凝壳感应熔炼+包套锻造。

4.根据权利要求2所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：TiAl合金板坯的制备方法为：等离子束冷床炉熔炼、真空电弧熔炼或凝壳感应熔炼。

5.根据权利要求1所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，TiAl合金板坯的平均晶粒尺寸或平均层片晶团尺寸为1μm-100μm。

6.根据权利要求1所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，轧制工艺参数为：轧制温度1100℃-1190℃、轧前保温15min-30min、轧制速度为10mm/s-45mm/s、道次变形量为18％-30％、道次回炉保温时间为3min-7min，板材的总压下量为65％-85％。

7.根据权利要求1所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，超塑成型温度800℃-900℃，应变速率为5×10^-4s^-1-5×10^-3s^-1。

8.根据权利要求1所述的一种具有低温超塑性的TiAl合金构件的制备方法，其特征在于：所述的TiAl合金为Ti-38Al-2Cr-0.2B、Ti-39.5Al-4Mn、Ti-40Al-6Nb-1 Mo-0.2B-0.3La、Ti-40Al-4Nb-0.2B-0.3La、Ti-41Al-2Cr-4Nb-0.2C-0.3La、Ti-42Al-2Nb-4Mn-0.2C、Ti-42Al-3Cr-0.5Mo-0.3La、Ti-42Al-3Mn-0.5Mo-0.3C、Ti-43Al-2Cr-2Nb-0.3La、Ti-43Al-6Nb-0.2C-0.3La、Ti-43Al-7Nb-0.2C、Ti-44Al-2Cr-2Mn-0.5Mo-0.3C、Ti-44Al-6Nb-0.5Mo-0.2C-0.3La、Ti-44Al-2Nb-2Cr-2Mn-0.3La或Ti-45Al-2Nb-2Cr-0.3La。