[发明专利]一种Ti2

说明书

本发明公开了一种Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的组织性能调控工艺，属于材料热处理领域。Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的直径尺寸一般不低于500mm，采用该工艺能够实现Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的整体热处理，将机匣类零件放入热处理炉中，使零件随炉升温至温度T1并保温一段时间，停止加热，冷却至室温出炉；再进行T2温度的热处理，使组织更加均匀，性能更加稳定。本发明可以提高Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的力学性能，使组织更均匀。

技术领域

本发明涉及材料热处理技术领域，具体涉及一种Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的组织性能调控工艺。

背景技术

Ti₂AlNb合金具有良好的高温(650℃～750℃)力学性能，密度较低，有望替代高温合金实现部分结构件的减重，因此瞄准实际应用、解决成形工程难题一直是Ti₂AlNb合金的研究重点。以Ti₂AlNb为名义原子占比的O相被发现和标定后，国内外学者开展了关于O相的形成机理研究，O相可以通过B2(β)或α₂以多种相变方式形成，目前基本掌握了相变的温度范围。Ti₂AlNb合金的典型组织主要包括等轴、片层和多态组织等。

近些年来，采用粉末冶金热等静压技术、粉末热等静压制坯+环轧技术成功制备了Ti₂AlNb机匣类的复杂零件，部分Ti₂AlNb机匣类复杂零件在我国的航空发动机中获得了初步考核，未来的应用前景广阔。

以简单试验件为对象，采用锻造加工、粉末热等静压等工艺制备出Ti₂AlNb样品，国内外学者开展了热处理和组织性能表征试验，可以获得良好的Ti₂AlNb性能匹配。但随着航空发动机机匣类零件的尺寸增加、结构更加复杂，组织性能调控的难度急剧增加。

Ti₂AlNb机匣类复杂零件的整件热处理一直是面向工程应用的关键技术难点，保温温度、时间、冷却方式等均会影响零件整体性能。为了满足先进航空发动机对Ti₂AlNb机匣类零件的应用需求，通过开展Ti₂AlNb机匣零件的热处理调控研究(外形尺寸≥900mm)，进行本体的组织和性能表征，发明了适合于此类机匣类零件的组织性能调控技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的组织性能调控工艺，该工艺可以直接通过热处理获得整件的性能提升和均匀的组织。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件的热处理工艺，该工艺包括如下步骤：

(1)准备Ti₂AlNb航空发动机机匣类零件，对零件进行表面处理，不允许有杂质、油污、铁锈残留；

(2)环轧处理：处理温度950-1150℃，变形量为30-60％；

(3)T1高温热处理：将步骤(2)处理后的零件放入真空热处理炉中，采用随炉升温的方式达到预定温度T1，保温一段时间，随炉冷却，取出；

(4)T2低温热处理：经步骤(3)热处理后，检查零件表面后，重新装入真空热处理炉加热，升温至T2并保温一段时间，使得材料组织均匀，停止加热后冷却，取出；

(5)观察Ti₂AlNb机匣类零件的表面，需光洁无污染，无明显变形。