The invention relates to a preparation method of titanium material with high performance and easy processing at 700 degree. The invention relates to a method for preparing high performance titanium materials at 700 C by powder metallurgy. The present invention is to solve the problem that the existing titanium alloy material is difficult to exceed 600 centigrade temperature, and the formability, machinability and weldability of TiAl, Ti2AlNb, Ni3Al and other intermetallic compounds are poor, and the strengthening effect of the traditional titanium matrix composite is not good. Using high temperature titanium alloy and boron source or carbon source as raw materials, the TiBw and TiCp enhanced phase was introduced into the grain boundary by powder metallurgy method. At the same time, by adding Mo, Zr, Cr and other alloying elements and silicon elements combined with solid solution precipitation mechanism in the soft beta phase, alpha and beta phase, TiB/TiC enhancement phase and titanium alloy interface. The stable fine nanoscale is introduced. The invention is used for the preparation of high performance titanium materials for 700 C.
【技术实现步骤摘要】
一种700℃用高性能易加工钛材的制备方法
本专利技术涉及电一种粉末冶金制备700℃用高性能钛材的方法。
技术介绍
Ti合金具有低密度、高比强度、高比刚度、耐腐蚀的特性,并且在高温下具有良好的力学性能,在航天航空、船舶、医药等领域均有广泛应用。然而受材料组织限制,其最高使用温度仅为550~600℃,600℃以上无可靠的钛合金材料可供选择。为进一步提高钛基材料的高温性能及刚度,TiAl金属间化合物、连续纤维增强钛基复合材料(CRTMCs)、非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)等应运而生。上述材料的出现,一定程度上提高了钛材的使用温度,但与此同时也各自拥有不同的弊端。TiAl、Ti2AlNb等金属间化合物及CRTMCs存在难以加工的问题,难以进行成形与机械加工,且无法通过传统焊接方式进行连接。增强体均匀分布的DRTMCs解决了材料难以加工及焊接的问题,但其在室温下存在较大脆性,限制了材料的应用。根据Hashin-Shtrikman(H-S)理论与晶界强化理论所设计制备的增强体非均匀分布一级网状结构TiBw/Ti合金复合材料(ZL200810136852.8)有效地改善了材料的室温塑性,并提高了材料的室温、高温强度水平,解决了粉末冶金法制备DRTMCs的室温脆性问题。然而由于增强体本身的特性,其增强相只能在粉末颗粒周围形成一级网状结构,在网格内部则几乎不存在增强相,尤其双相钛合金中网格内的β相、α/β相界在高温下将成为弱化部位,损害了材料的高温性能。两级网状结构钛基复合材料(ZL201510405104.5)通过向网状材料中引入Ti5Si3增强体,使硅化物增强体 ...
【技术保护点】
1.一种700℃用高性能易加工钛材的制备方法,其特征在于700℃用高性能易加工钛材的制备方法具体是按以下步骤进行的:一、按照设计的TiBw或TiCp的体积分数,换算出所需原位反应物粉末与钛合金粉末的配比并进行称量,得到原料粉末;所述原位反应物粉末为B粉、石墨粉、TiB2粉或B4C粉;所述钛合金粉末为球形钛合金粉末,球形钛合金粉末为TA15粉、TA19粉或Ti60粉;二、按照所设计的TiBw或TiCp的抗蠕变性要求和材料塑性要求设定硅的添加量,同时按照Si元素与M元素的原子比为1:(0.01~0.2)进行称量,得到含M元素粉末;所述Si元素由Si粉末提供;所述M元素为Mo元素、Zr元素或Cr元素,所述M元素由金属粉末或化合物粉末提供;所述化合物粉末为含有Mo元素、Zr元素或Cr元素的化合物;所述硅的添加量为原料粉末总质量的0.2%~3%;三、将原料粉末和含M元素粉末混合后在高纯Ar保护气氛下使用行星球磨机进行球磨,得到球磨后的粉末;四、采用真空热压烧结炉对球磨后的粉末进行热压烧结,得到致密材料。
【技术特征摘要】
1.一种700℃用高性能易加工钛材的制备方法,其特征在于700℃用高性能易加工钛材的制备方法具体是按以下步骤进行的:一、按照设计的TiBw或TiCp的体积分数,换算出所需原位反应物粉末与钛合金粉末的配比并进行称量,得到原料粉末;所述原位反应物粉末为B粉、石墨粉、TiB2粉或B4C粉;所述钛合金粉末为球形钛合金粉末,球形钛合金粉末为TA15粉、TA19粉或Ti60粉;二、按照所设计的TiBw或TiCp的抗蠕变性要求和材料塑性要求设定硅的添加量,同时按照Si元素与M元素的原子比为1:(0.01~0.2)进行称量,得到含M元素粉末;所述Si元素由Si粉末提供;所述M元素为Mo元素、Zr元素或Cr元素,所述M元素由金属粉末或化合物粉末提供;所述化合物粉末为含有Mo元素、Zr元素或Cr元素的化合物;所述硅的添加量为原料粉末总质量的0.2%~3%;三、将原料粉末和含M元素粉末混合后在高纯Ar保护气氛下使用行星球磨机进行球磨,得到球磨后的粉末;四、采用真空热压烧结炉对球磨后的粉末进行热压烧结,得到致密材料。2.根据权利要求1所述的一种700℃用高性能易加工钛材的制备方法,其特征在于步骤一中所述原位反应物粉...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄陆军,张芮,包阳,耿林,崔喜平,郑俊超,姜山,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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