[发明专利]TiAl基高温合金材料设计方法

权利要求书

1.一种TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立Ti-Al-Cr-Nb-B五元体系TiAl基合金的热力学数据库；

(2)根据步骤(1)的数据库建立热力学相图模型，通过热力学相图模型确定TiAl二元合金的设计规则为：凝固初晶为β相的β凝固、凝固路径能够避免包晶反应以及后续的固态相变为γ相先析出；

(3)根据期望的2％的合金室温塑性，基于步骤(2)的规则，进行合金成分含量的筛选；

(4)根据步骤(3)筛选得到的合金成分和比例进行熔炼制样，并对所得合金试样进行成分测试，获得实验数据；

(5)根据步骤(4)中得到的TiAl基合金试样的实际成分比例进行热力学相图计算验证，并对合金进行实验验证及微观组织分析。

2.根据权利要求1所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(1)中，根据相关热力学试验数据库选取合金成分并确定Ti-Al-Cr-Nb-B五元体系数据库。

3.根据权利要求2所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(2)中，在五元体系数据库中找到对应的Ti-Al二元数据库，进而确定TiAl基合金凝固初晶为β相时Al元素的含量。

4.根据权利要求3所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：通过Ti-Al二元数据库确定TiAl基合金凝固路径避免包晶反应时Al元素的含量；

通过Ti-Al二元数据库确定TiAl基合金的γ相先析出时Al元素的含量。

5.根据权利要求4所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(3)中，根据期望2％的合金室温塑性，通过Ti-Al二元数据库优化TiAl基合金体系中Al元素的含量。

6.根据权利要求5所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(3)中，根据期望的避免包晶反应的凝固路径，在五元体系数据库中找到对应的Ti-Al-Nb三元数据库，筛选合适的Nb含量。

7.根据权利要求6所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(3)中，根据期望的低于20％的硬脆相a₂-Ti₃Al相含量，在五元体系数据库中找到对应的Ti-Al-Nb-Cr四元数据库，筛选合适的Cr含量。

8.根据权利要求7所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：根据细化晶粒尺寸的需求，在五元体系数据库中找到对应的Ti-Al-Cr-Nb-B五元数据库，筛选合适的B含量。

9.根据权利要求1所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(5)中，利用SEM/EDS、EBSD、XRD进行微观组织分析。

10.根据权利要求1-9任一项所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：相图计算均基于CALPHAD。