[发明专利]一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料，其特征在于所述的复合材料按质量百分比由Al：5.0%-7.0%；Sn：3.0%-5.0%；Zr：6.0%-8.0%；Mo：0.4%-1.2%；Nb：0.5%-1.5%；W：0.5%-1.5%；Si：0.1%-0.4%；B：0.1%-0.4%；C：0.2%-0.6%；Y：0.2%-0.6%，其余为Ti及杂质制成；所述的耐热钛基复合材料中B以TiB晶须存在，C以固溶态和TiC陶瓷颗粒形式存在，Y以微米级别和纳米级别两种形式的Y₂O₃颗粒存在；

所述的三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料是按照以下步骤进行的：

一、干燥除气：将高纯铝豆，海绵锆，海绵钛，B₄C、C粉末、Ti-Sn中间合金，Al-Mo中间合金，Al-W中间合金，Al-Nb中间合金，Al-Si中间合金，放入不同的坩埚中，然后放在120℃的干燥箱中对原料进行除气去潮处理；

二、按照质量百分比Al：5.0%-7.0%；Sn：3.0%-5.0%；Zr：6.0%-8.0%；Mo：0.4%-1.2%；Nb：0.5%-1.5%；W：0.5%-1.5%；Si：0.1%-0.4%；B：0.1%-0.4%；C：0.2%-0.6%；Y：0.2%-0.6%，其余为Ti及杂质的比例分别称取上述原料与30nm的Y₂O₃颗粒压制成电极，采用真空自耗电弧熔炼，得铸锭；

三、将所得铸锭去除表面缺陷，先在1000-1100 ℃保温2h，然后在1000-1100 ℃温度进行锻造变形，其中变形速率为0.3~0.7 s^-1，累积变形量80~90%；锻造结束后，将所得锻饼在600-700 ℃保温2h退火，随炉冷却，得锻饼；

四、将上一步得到的锻饼在马弗炉中进行固溶时效热处理：固溶热处理温度为900-1000 ℃，保温1-3h，空冷；时效热处理温度为650-750 ℃，保温3-5h，空冷，即完成所述的三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料制备方法。

2.根据权利要求1所述的一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料，其特征在于所述的TiB晶须和TiC陶瓷颗粒为微米级别。

3.根据权利要求1所述的一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料，其特征在于所述的复合材料按质量百分比由Al：6.0%；Sn：4.0%；Zr：7.0%；Mo：0.8%；Nb：1.0%；W：1.0%；Si：0.25%；B：0.2%；C：0.3%；Y：0.4%，其余为Ti及杂质制成。

4.根据权利要求1所述的一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料，其特征在于所述的Y₂O₃颗粒采用真空自耗电弧熔炼是通过如下方式进行：将30nm的Y₂O₃颗粒在电极中分多层，并均匀分布，经过两次熔炼与其它原料共同制备得到铸锭。

5.根据权利要求1所述的一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料，其特征在于步骤三中所述的变形速率为0.5 s^-1，累积变形量85%。

6.根据权利要求1所述的一种三元微纳颗粒复合增强耐热钛基复合材料，其特征在于步骤三中所述的先在1030-1070℃保温2h，然后在1030-1070℃温度进行锻造变形。