一种大尺寸beta-gamma TiAl合金板材的制备方法技术

一种大尺寸beta‑gamma TiAl合金板材的制备方法，涉及一种TiAl合金板材的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决由于TiAl合金热加工窗口窄，非等温轧制过程中的温降导致制备大尺寸TiAl合金板材过程中板材容易开裂、成形难的问题，以及机械加工去除包套过程中板材二次断裂的问题。方法：一、TiAl合金坯料的制备；二、加工包套；三、喷涂玻璃润滑剂；四、封焊TiAl合金坯料；五、高温轧制阶段；六、均匀化热处理去除残余应力；七、机械加工去除包套，即得到大尺寸beta‑gamma TiAl合金板材。本发明专利技术适用于大尺寸beta‑gamma TiAl合金板材的制备。

A preparation method of large size beta gamma TiAl alloy

A preparation method of large size beta gamma TiAl alloy plate, and relates to a method for preparing TiAl alloy sheet. The purpose of the invention is to solve the TiAl processing of the alloy window is narrow, resulting in the preparation of large size TiAl alloy sheet in the process of sheet metal forming problem, easy to crack down in the rolling process of non isothermal temperature, and two pack fracture plate removed during machining. Methods: a TiAl alloy slurry preparation; two, processing package; three, spraying glass lubricant; four, welding TiAl alloy blank; five, high temperature rolling stage; six, homogenization heat treatment to remove residual stress; seven, machining removal pack, which are of large size beta gamma TiAl alloy sheet. The invention is suitable for large size beta gamma TiAl alloy preparation.

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸beta-gammaTiAl合金板材的制备方法
本专利技术涉及一种TiAl合金板材的制备方法。
技术介绍
TiAl合金具有良好的物理性能和机械性能，密度不到Ni基合金的一半(3.9～4.2g/cm3)，被认为是一种发展潜力巨大的高温结构材料。经过多年的研究，TiAl合金的发展已进入实用化阶段，目前通过铸造、锻造以及超塑性成形方法制备的TiAl合金导弹尾翼、汽车排气阀和发动机涡轮叶片已广泛应用到航空航天飞行器以及汽车发动机等领域。但是随着航空、航天技术快速的发展，为进一步提高飞行器的综合性能，对飞行器整体的减重和续航能力提出了更高的要求，传统的高温Ti合金的发展已经达到了极限，而Ni基合金由于密度大问题限制了其推广应用，因此对TiAl合金的制备提出了新的挑战。TiAl合金板材可用于制备飞行器的蒙皮、喷气发动机的壳体、直升飞机的喷嘴等，可以大幅度减轻飞行器的重量，应用前景广阔。但是TiAl合金的热加工窗口窄、高温变形难，在热加工轧制过程中很容易产生裂纹等缺陷，尤其对于传统的非等温轧制大尺寸TiAl合金板材，轧制过程中温降过快，导致TiAl合金板材尾端很容易产生裂纹，裂纹一旦产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸beta‑gamma TiAl合金板材的制备方法，其特征在于一种大尺寸beta‑gamma TiAl合金板材的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、TiAl合金坯料的制备：采用TiAl二次锻造开坯的方法制得TiAl合金预制坯料，然后将TiAl合金预制坯料进行热等静压处理，热等静压温度为1000℃～1250℃，热等静压压力为140MPa～200MPa，热等静压时间为1h～5h，再采用机械加工的方法将热等静压处理后的TiAl合金预制坯料加工成块体坯料，得到TiAl合金坯料；步骤一中所述的TiAl合金的名义化学成分为Ti‑(40～45)Al‑(7～9)X‑(0.1～0.5)Z(at％)，其中...

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸beta-gammaTiAl合金板材的制备方法，其特征在于一种大尺寸beta-gammaTiAl合金板材的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、TiAl合金坯料的制备：采用TiAl二次锻造开坯的方法制得TiAl合金预制坯料，然后将TiAl合金预制坯料进行热等静压处理，热等静压温度为1000℃～1250℃，热等静压压力为140MPa～200MPa，热等静压时间为1h～5h，再采用机械加工的方法将热等静压处理后的TiAl合金预制坯料加工成块体坯料，得到TiAl合金坯料；步骤一中所述的TiAl合金的名义化学成分为Ti-(40～45)Al-(7～9)X-(0.1～0.5)Z(at％)，其中X为beta稳定元素，Z为微量合金化元素；步骤一中所述的TiAl合金坯料的厚度为10mm～30mm，宽度为100mm～500mm，长度为300mm～500mm；二、加工包套：采用机械加工的方法将包套材料加工成与TiAl合金坯料尺寸相对应的凹槽包套；步骤二中所述的包套材料为不锈钢、纯钛或者钛合金；步骤二中所述的凹槽包套与TiAl合金坯料的厚度比为(1～3):1；三、喷涂玻璃润滑剂：采用机械加工的方法将TiAl合金坯料进行表面打磨，得到表面光洁的TiAl合金坯料，将表面光洁的TiAl合金坯料以及凹槽包套内侧喷涂1mm～5mm厚的玻璃润滑剂，得到涂有润滑剂的TiAl合金坯料及涂有润滑剂的凹槽包套；四、封焊TiAl合金坯料：将涂有润滑剂的TiAl合金坯料放入涂有润滑剂的凹槽包套中，再利用钎焊的方法进行封焊，得到包套的TiAl合金坯料；五、高温轧制阶段：将包套的TiAl合金坯料在温度为1240℃～1300℃的热处理炉中保温1h～5h，得到预处理后的包套TiAl合金坯料，将轧机的轧辊进行预加热处理，将预处理后的包套TiAl合金坯料放到轧机上进行非等温轧制，轧制速度为10mm/s～150mm/s，道次变形量为5％～30％，轧制总变形量为50％～95％，道次间回炉保温温度为1240℃～1300℃，保温时间为15min～60min，得到轧件；六、均匀化热处理去除残余应力：将轧件置于温度为850℃～1100℃的条件下进行保温，保温时间为4h～8h，然后随炉冷却到室温，得到带有包套的TiAl合金板材；七、机械加工去除包套：采用机械加工的方法去除带有包套的TiAl合金板材上的包套，得到大尺寸beta-gammaTiAl合金板材。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸beta-gammaTiAl合金板材的制备方法，其特征在于步骤一中所述的beta稳定元素为Cr、V和Mn中的一种或其中几种的混合。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸beta-gammaTiAl合金板材的制备方法，其特征在于步骤三中将表面光洁的TiAl合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉勇，张宇，孔凡涛，王晓鹏，
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