[发明专利]一种具有多级孪晶交错结构的钛铝合金及其制备方法有效
申请号: | 202110425130.X | 申请日: | 2021-04-20 |
公开(公告)号: | CN113122756B | 公开(公告)日: | 2022-03-22 |
发明(设计)人: | 王海鹏;梁琛 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | C22C14/00 | 分类号: | C22C14/00;C22C1/03;C22C30/00 |
代理公司: | 西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙) 61223 | 代理人: | 梁静 |
地址: | 710129 陕西省*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 具有 多级 交错 结构 铝合金 及其 制备 方法 | ||
1.一种具有多级孪晶交错结构的钛铝合金,其特征在于,所述钛铝合金的化学式为:TixAlyNbz
其中,x、y、z为对应原子百分含量,x=40~46,y=46~50,x+y<100,z=100-x-y;
所述钛铝合金由γ-TiAl相及γ+α2-Ti3Al双相组成;
所述γ-TiAl相为块状,其内部为2~4级的纵横交错的纳米孪晶,所述孪晶厚度3~6nm;
上述具有多级孪晶交错结构的钛铝合金是按照以下步骤制得:
按照合金的原子百分比分别称取Ti、Al、Nb原料;
将原料置于真空电弧炉内,抽真空至1×10-3~5×10-5Pa后,充入惰性气体至大气压,随后加热于2000~2500℃,熔炼20~40s使物料混合均匀,获得母合金;
将母合金投入电磁悬浮熔炼炉内,抽真空至1×10-3~8×10-5Pa后,充入惰性气体至大气压,随后向感应线圈通入20~25A的高频电流,直至母合金实现稳定悬浮,待合金熔化后,维持合金熔体的悬浮状态30~40s,随后对合金熔体进行快速冷却,即得所述具有多级孪晶交错结构的钛铝合金;
其中,合金的过冷度为240~275K。
2.根据权利要求1所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金,其特征在于,所述γ+α2-Ti3Al双相为层片状,其厚度为40~70nm。
3.根据权利要求1所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金,其特征在于,所述钛铝合金的压缩强度为1884~2134MPa,压缩塑性25~32%。
4.一种权利要求1~3任一所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按照合金的原子百分比分别称取Ti、Al、Nb原料;
将原料置于真空电弧炉内,抽真空至1×10-3~5×10-5Pa后,充入惰性气体至大气压,随后加热于2000~2500℃,熔炼20~40s使物料混合均匀,获得母合金;
将母合金投入电磁悬浮熔炼炉内,抽真空至1×10-3~8×10-5Pa后,充入惰性气体至大气压,随后向感应线圈通入20~25A的高频电流,直至母合金实现稳定悬浮,待合金熔化后,维持合金熔体的悬浮状态30~40s,随后对合金熔体进行快速冷却,即得所述具有多级孪晶交错结构的钛铝合金;
其中,合金的过冷度为240~275K。
5.根据权利要求4所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金的制备方法,其特征在于,所述惰性气体为等体积的氩气与氦气。
6.根据权利要求4所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金的制备方法,其特征在于,在原料置于所述真空电弧炉内时,将Nb原料置于所述Ti和Al原料之上。
7.根据权利要求4所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金的制备方法,其特征在于,采用氦气对合金熔体进行快速冷却。
8.根据权利要求4所述的具有多级孪晶交错结构的钛铝合金的制备方法,其特征在于,所述母合金熔炼温度为1850~2000℃。
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