TiAl基高温合金材料设计方法技术

本发明专利技术公开了一种TiAl基高温合金材料设计方法，该方法利用CALPHAD建立TiAl基多元合金专用热力学数据库，根据合金化元素对TiAl基合金凝固路径的影响，筛选出避免L+β→α包晶反应的凝固路径，减小合金凝固过程中产生的成分偏析；评估残余的初晶β对塑性的贡献；研究元素在液相中的化学成分与固相成分的分配系数，预测合金化元素对凝固裂纹敏感性的影响；构建合金元素与失塑裂纹的敏感性的关系；预测凝固和固态相变中的α2相和γ相的比例随成分的变化规律，促进TiAl基合金的塑性。本发明专利技术的设计方法，可以高效快捷的获得合金化元素在TiAl基合金中的影响机理，调控TiAl基合金的室温组织，为合金成分及比例的选择提供依据。

【技术实现步骤摘要】
TiAl基高温合金材料设计方法
本专利技术属于高温合金
，具体而言涉及一种TiAl基高温合金材料设计方法。
技术介绍
TiAl基合金因其金属键与共价键共存的原因，使之不但具有金属的性能，同时也具有陶瓷材料的部分性能，因此作为一种新型高温结构材料被广泛应用于航空航天领域。虽然TiAl基合金相对去其他高温结构材料有许多突出的性能优势，但是目前能够完全满足工程应用的合金成分目前还是比较少的，因此，国内外研究学者对TiAl基合金体系开展了比较广泛的探索，然而对于TiAl基合金的研究始终是通过传统的“试错法”进行的，这种方法不能系统、准确地找到添加元素对合金组织性能的影响规律，且耗费人力和物力，效率较低。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种TiAl基高温合金材料设计方法，以高效快捷的获得合金化元素在TiAl基合金中的影响机理，调控TiAl基合金的室温组织，为合金成分及比例的选择提供了依据。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种TiAl基高温合金材料设计方法，包括如下步骤：<br>建立Ti-Al本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)建立Ti-Al-Cr-Nb-B五元体系TiAl基合金的热力学数据库；/n(2)根据步骤(1)的数据库建立热力学相图模型，通过热力学相图模型确定TiAl二元合金的设计规则为：凝固初晶为β相的β凝固、凝固路径能够避免包晶反应以及后续的固态相变为γ相先析出；/n(3)根据期望的2％的合金室温塑性，基于步骤(2)的规则，进行合金成分含量的筛选；/n(4)根据步骤(3)筛选得到的合金成分和比例进行熔炼制样，并对所得合金试样进行成分测试，获得实验数据；/n(5)根据步骤(4)中得到的TiAl基合金试样的实际成分比例进行热力学相图计...

【技术特征摘要】
1.一种TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)建立Ti-Al-Cr-Nb-B五元体系TiAl基合金的热力学数据库；
(2)根据步骤(1)的数据库建立热力学相图模型，通过热力学相图模型确定TiAl二元合金的设计规则为：凝固初晶为β相的β凝固、凝固路径能够避免包晶反应以及后续的固态相变为γ相先析出；
(3)根据期望的2％的合金室温塑性，基于步骤(2)的规则，进行合金成分含量的筛选；
(4)根据步骤(3)筛选得到的合金成分和比例进行熔炼制样，并对所得合金试样进行成分测试，获得实验数据；
(5)根据步骤(4)中得到的TiAl基合金试样的实际成分比例进行热力学相图计算验证，并对合金进行实验验证及微观组织分析。


2.根据权利要求1所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(1)中，根据相关热力学试验数据库选取合金成分并确定Ti-Al-Cr-Nb-B五元体系数据库。


3.根据权利要求2所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：步骤(2)中，在五元体系数据库中找到对应的Ti-Al二元数据库，进而确定TiAl基合金凝固初晶为β相时Al元素的含量。


4.根据权利要求3所述的TiAl基高温合金材料设计方法，其特征在于：通过Ti-Al二元数据库确定TiAl基合金凝固路径避免包晶反应时Al元素的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳华，刘永伟，徐广龙，崔予文，常辉，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32