一种制备高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征是它由高能球磨—冷压成形—无压真空烧结组成。其中，该材料主要由Ti、Al、V、Nb、Y五种粉末组成，其名义成分为Ti‑45Al‑5V‑4Nb‑0.3Y（at.%）。本发明专利技术制备的TiAl基合金腐蚀100 h后，合金的质量损失为0.00487 g/cm2，抗酸蚀性能优异。本发明专利技术作为TiAl基合金的一种制备方法，拓宽了TiAl基合金的应用范围，在汽车、航天、航海等领域中作为耐蚀材料具有广泛的应用前景。
High corrosion resistant Y microalloying TiAl based alloy
The invention relates to a TiAl base alloy with high acid corrosion resistance of Y containing rare earth elements, which is characterized in that the utility model is composed of high-energy ball milling, cold pressing forming and pressureless vacuum sintering. Among them, the material is mainly composed of Ti, Al, V, Nb, Y five kinds of powder composition, its nominal composition is Ti 45Al 5V 4Nb 0.3Y (at.%). The prepared TiAl base alloy h 100, mass loss of the alloy is 0.00487 g/cm2, acid resistant performance. The invention is a preparation method of the TiAl based alloy, which widens the application range of the TiAl base alloy, and has wide application prospect in the fields of automobile, aerospace, navigation, etc..
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料技术，尤其是一种TiAl基合金，具体地说是一种高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金。
技术介绍
TiAl基合金由于具有密度低、高温强度好、阻燃、抗氧化和抗蠕变能力强等特点，作为新型轻质耐高温结构材料，在航空航天领域极具竞争力和发展潜力。TiAl基合金的制备技术中应用较多的是铸造和粉末冶金等。铸态的TiAl基合金由于其粗大的全片层组织，成分不均，以及铸造合金的常见缺陷，导致其力学性能较差，室温塑性很低。而粉末冶金恰恰能克服铸造的上述缺陷，并且具有易于添加元素和复合材料的优点，目前已成为制备TiAl基合金的重要技术之一。近年来，随着我国航空航天、军事、汽车快速的快速发展，TiAl基合金受到广泛关注。提高材料的综合性能，有利于TiAl基合适用更复杂的环境。通过制备含稀有元素的TiAl基合金能显著提高材料的性能，带来很大的经济效益。件据申请人所知，尚未有通过粉末冶金来制备含单质稀土Y的TiAl基合金的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的TiAl基合金抗腐蚀性能差的剖，专利技术一种高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，它具有优异的抗酸蚀性能等优点，而且具有操作简单、易实现，具有优良的经济性。本专利技术的技术方案是：一种高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征是它是由Ti、Al、V、Nb产Y粉末利用高能球磨—冷压成形—无压真空烧结制备而成。所述的Ti、Al、V、Nb、Y五种粉末的名义成分为Ti-45Al-5V-4Nb-XY（at.%），X的取值为0.2-0.4。所述的Ti、Al、V、Nb、Y五种粉末的名义成分为Ti-45Al-5V-4Nb-0.3Y（at.%）。所述的Ti、Al、V、Nb、Y五种粉末的均为纳米粉。所述的高能球磨工艺参数为：Φ10mm、Φ6mm、Φ4mm的玛瑙珠若干，球料比为10:1，转速为300r/min，球磨1h停15min，球磨总时间为48h。所述的冷压成形工艺参数为：压力为1000MPa。所述的无压真空烧结工艺参数为：先预烧至600℃，保温2h后升温到800℃，保温2h后升温到1100℃，保温4h后随炉冷却；其中真空度为10-1Pa，升温速率为10°/min。具体制备步骤如下：步骤1，高能球磨：将Ti、Al等复合粉末进行高能球磨，具体球磨工艺参数：Φ10mm、Φ6mm、Φ4mm的玛瑙珠若干，球料比为10:1，转速为300r/min，球磨1h停15min，球磨总时间为48h。步骤2，粉末压制：将机械球磨且烘干的粉末按一定的量装入ø30mm的模具中，再在100t四柱液压机上进行压制成坯体，压制时是压力为1000MPa，压制出来的坯体厚度为2-5mm。步骤3，真空烧结：将压制好的块体体放置于电热干燥箱中以120℃的温度干燥10h后，放置于真空烧结炉中进行烧结，抽真空至10-1后进行烧结升温，升温速率为10℃/min。先预烧至600℃，保温2小时后温度升至800℃，保温2小时后温度升至1100℃，保温4小时后随炉冷却。步骤4，浸泡腐蚀试验：采用常温浸泡腐蚀，在密闭的容器中进行。将烧结好的块体材料切成10mm×10mm×3mm大小的样品，两个正方形的表面分别在120#、280#、500#、800#、1000#的金相砂纸上对其打磨，而后在抛光机上采用Al2O3抛光液和金刚石抛光剂将试样抛光。选用溶液为1mol/L的HCl，浸泡时间为100h，采用光学天平（精度0.0001g）称量质量，每过一定时间将腐蚀的试样从腐蚀液中取出、干燥、称重记录。为了保证腐蚀的均匀性，腐蚀液每过24h进行一次更换。利用扫描电镜（SEM）对腐蚀后表面及横截面形貌进行观察。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过高能球磨—冷压成形—无压真空烧结工艺，获得的一种含单质稀土Y的TiAl基合金，提供了一种可工业化生产的工艺方法。（2）采用该法制备的含单质稀土Y的TiAl基合金具有优异的抗酸蚀性能。附图说明图1是实施例一烧结表面的形貌图。图2是实施例一烧结表面的X射线衍射图。图3是实施例一浸泡100h的腐蚀动力学曲线。具体实施方式：以下结合附图及具体实施例，对本专利技术做进一步说明。实施例一。将Ti、Al等复合粉末（纳米级）按名义成分Ti-45Al-5V-4Nb-0.3Y（at.%）称取混合进行高能球磨，具体球磨工艺参数：Φ10mm、Φ6mm、Φ4mm的玛瑙球珠若干（按重量比等比分配不同球径的球珠），球料比为10:1，转速为300r/min，球磨1h停15min，球磨总时间为48h。将机械球磨且烘干的粉末按一定的量装入Φ30mm的模具中，再在100t四柱液压机上进行压制成坯体，压制时是压力为1000MPa，压制出来的坯体厚度为2-5mm。将压制好的块体体放置于电热干燥箱中以120℃的温度干燥10h后，放置于真空烧结炉中进行烧结，抽真空至10-1Pa后进行烧结升温，升温速率为10℃/min。先升温至600℃，保温2h预烧；然后温度升至800℃，保温2h；温度升至1100℃，保温4h；最后随炉冷却。采用上述方法制备的含单质稀土Y的TiAl基合金组织较为均匀细小，存在少量空隙（图1）；合金主要组成相为TiAl、Ti3Al以及Ti相（图2）；腐蚀100h后，合金的质量损失为0.00487g/cm2（图3），抗酸蚀性能优异。对比例一。将Ti、Al等复合粉末按名义成分Ti-45Al-5V-4Nb-0.3Y（at.%）称取混合进行高能球磨，具体球磨工艺参数：Φ10mm、Φ6mm、Φ4mm的玛瑙珠若干，球料比为10:1，转速为300r/min，球磨1h停15min，球磨总时间为48h。将机械球磨且烘干的粉末按一定的量装入Φ30mm的模具中，再在100t四柱液压机上进行压制成坯体，压制时是压力为1000MPa，压制出来的坯体厚度为2-5mm。将压制好的块体体放置于电热干燥箱中以120℃的温度干燥10h后，放置于真空烧结炉中进行烧结，抽真空至10-1Pa后进行烧结升温，升温速率为10℃/min。先预烧至600℃，保温2h后温度升至800℃，保温2h后温度升至1000℃，保温2h后温度升至1250℃，再次保温2h最后随炉冷却。采用上述方法制备的含单质稀土Y的TiAl基合金组织有很多空隙；腐蚀100h后，合金的质量损失为0.01714g/cm2（图3）。对比例二。将Ti、Al等复合粉末按名义成分Ti-45Al-5V-4Nb（at.%）称取混合进行高能球磨，具体球磨工艺参数：Φ10mm、Φ6mm、Φ4mm的玛瑙珠若干，球料比为10:1，转速为300r/min，球磨1h停15min，球磨总时间为48h。将机械球磨且烘干的粉末按一定的量装入Φ30mm的模具中，再在100t四柱液压机上进行压制成坯体，压制时是压力为1000MPa，压制出来的坯体厚度为2-5mm。将压制好的块体体放置于电热干燥箱中以120℃的温度干燥10h后，放置于真空烧结炉中进行烧结，抽真空至10-1Pa后进行烧结升温，升温速率为10℃/min。先预烧至600℃，保温2h后温度升至800℃，保温2h后温度升至1000℃，保温2h后温度升至1250℃，再次保温2h最后随炉冷却。采用上述方法制备的不含单质稀土Y的TiAl基合金腐蚀100h后，合金本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征是它是由Ti、Al、V、Nb产Y粉末利用高能球磨—冷压成形—无压真空烧结制备而成。
【技术特征摘要】
1.一种高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征是它是由Ti、Al、V、Nb产Y粉末利用高能球磨—冷压成形—无压真空烧结制备而成。2.根据权利要求1所述的高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征在于所述的Ti、Al、V、Nb、Y五种粉末的名义成分为Ti-45Al-5V-4Nb-XY（at.%），X的取值为0.2-0.4。3.根据权利要求2所述的高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征在于所述的Ti、Al、V、Nb、Y五种粉末的名义成分为Ti-45Al-5V-4Nb-0.3Y（at.%）。4.根据权利要求1或2所述的高抗酸蚀的含单质稀土Y的TiAl基合金，其特征在于所述的Ti、Al、V、Nb、Y五...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晓静，何志盛，张洁，韩天，何星华，刘庆辉，黄晶，杨松，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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