The invention relates to a high-Nb TiAl alloy with nano-grains and a preparation method thereof. The method comprises step 1, heating the treated high-Nb TiAl alloy in inert gas to 1360-1480 degrees C and quenching after holding for 2-4 minutes; step 2, heating the quenched high-Nb TiAl alloy to 800-1000 degrees C in the heating furnace and cooling to room temperature after holding for 10 hours. The TiAl alloy with high Nb content is prepared by this method, and the nanocrystalline grains are equiaxed grains of_phase and gamma phase. Compared with the mechanical heat treatment method, the existence of_phase is expected to further improve the high temperature properties of the material. Compared with the multi-step heat treatment method, the final grain refined to a large extent is equiaxed nanocrystalline, and its size is less than 1/100 of the lamellar group. Compared with the alloying method, the mechanical properties of the TiAl alloy with high Nb content in the present invention are better.
【技术实现步骤摘要】
一种具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料热加工
,具体为一种具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金及其制备方法。
技术介绍
高铌TiAl合金具有密度轻、比强度高、比刚度高、高温性能好、良好抗氧化和耐蚀性等优点,应用于航空、航天及船舶等领域,可大幅度降低能源消耗,但高铌TiAl合金含有大量的B2相,使得高铌TiAl合金表现低塑性、脆性,严重影响合金的广泛应用。研究表明获得均匀细小的晶粒是改善高铌TiAl合金室温性能的重要途径,因此如何获得稳定状态下均匀细小的晶粒成为解决问题的关键,尤其纳米级的晶粒制备至关重要。而目前,获取高铌TiAl合金纳米级晶粒的方法主要包括:热机械处理法、多步热处理法和机械合金化法获取纳米级晶粒。热机械处理法可获得高铌TiAl合金纳米级晶粒。试样在1250℃下挤压并在1030℃回火2h可获得纳米级晶粒,最终获得均匀细小的(α2+γ)相片层组织和珠光体(β+α)相显微组织,与单一相比较,珠光体(β+α)相显微组织不同形态之间的协同作用使得材料具有高强度、延展性和抗蠕变性能。通过相图可对(α2+γ)相片层组织的形成给与解释,但珠光体(β+α)相微观结构成分出现的理论研究尚不清楚。此方法研究的合金的复杂转变过程还没有得到充分的阐明,而且由于正交相的出现,相变过程更加复杂,因此通过β相的分解设计高铌TiAl合金纳米级晶粒方法中对于如何控制得到稳定的微观结构及相应理论需进一步研究。另外据研究表明B2为β相的低温相容易分解为结构相关的亚稳相,如ω相、ω′相、ω"相,其晶体结构具有较低的对称性,脆性很强,对材料的性能有 ...
【技术保护点】
1.一种具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤,步骤1,将置于惰性气体中的待处理高铌TiAl合金加热至1360~1480℃,保温2~4min后淬火,得到淬火后的高铌TiAl合金;步骤2,将淬火后的高铌TiAl合金在加热炉中加热至800~1000℃,保温10‑50h后随炉冷却至室温,得到具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金。
【技术特征摘要】
1.一种具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤,步骤1,将置于惰性气体中的待处理高铌TiAl合金加热至1360~1480℃,保温2~4min后淬火,得到淬火后的高铌TiAl合金;步骤2,将淬火后的高铌TiAl合金在加热炉中加热至800~1000℃,保温10-50h后随炉冷却至室温,得到具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金。2.根据权利要求1所述的一种具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金的制备方法,其特征在于,步骤1在将待处理高铌TiAl合金置于惰性气体前先打磨和超声波清洗。3.根据权利要求1所述的一种具有纳米级晶粒的高铌TiAl合金的制备方法,其特征在于,步骤1和步骤2采用电阻加热的方式加热。4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨光,王义飞,杨肖肖,刘洁,刘延辉,王朋义,宋文杰,
申请(专利权)人:陕西科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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