[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

专利信息
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
【权利要求书】:

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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