一种难熔高熵合金铸锭的制坯方法技术

本发明专利技术是一种难熔高熵合金铸锭的制坯方法，该方法首先利用三向压应力作用下的热等静压技术最大程度地闭合铸锭内部缺陷，再通过均匀化热处理消除枝晶偏析和回溶有害脆性相，减少铸锭开裂倾向和改善合金组织成分上的不均匀性，为铸锭制坯做好组织成分上的预处理；利用三向压应力状态的热挤压技术，能有效抑制裂纹萌生和扩展，提高合金铸锭的塑性，并通过第一道次较高温度和小挤压比和第二道次较低温度和大挤压比下热挤压技术的匹配，以及减少铸锭转移及挤压变形时温降的包套技术，使铸锭坯料获得最大的塑性变形量和适宜的温度场，有效破碎铸态粗晶，充分细化晶粒，最终制备出外观完整、组织均匀细小的难熔高熵合金棒材，有效提高难熔高熵合金的综合力学性能。提高难熔高熵合金的综合力学性能。提高难熔高熵合金的综合力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种难熔高熵合金铸锭的制坯方法


[0001]本专利技术是一种难熔高熵合金铸锭的制坯方法，属于热加工


技术介绍

[0002]高熵合金是一种颠覆性的新型合金体系，由5种或5种以上主要元素组成，各主元以等原子比或近等原子比混合。与传统合金相比，其高熵效应会抑制金属间化合物或其他复杂有序相的出现，倾向于形成稳定的简单固溶体相；晶格畸变效应和迟滞扩散效应会使其具有传统合金无法比拟的优异性能，如高的高温强度、高韧性、优异的热稳定性、抗高温氧化、高耐腐蚀性及抗高温软化性能等。因此，高熵合金在很多领域都具有广阔的应用前景。
[0003]难熔高熵合金由Nb、Mo、Ta、W、Hf、Ti、Zr等组成，具有极高的熔点及优异的高温性能，在高温领域应用具有很大的优势，是新型耐高温难熔结构材料研究领域的热点之一。难熔高熵合金属于高熔点(一般大于1800℃)的合金体系，普遍采用熔炼法制备，熔炼后合金铸锭容易出现内部缺陷(如疏松)，并且铸态组织晶粒较为粗大不均匀。为了满足高温部件所需的均匀细小晶粒组织要求，目前开展了快锻机直接开坯破碎铸态粗晶组织的研究，但该工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种难熔高熵合金铸锭的制坯方法，其特征在于：所述难熔高熵合金包括的金属元素及摩尔百分比为：Al 6.8％～7.2％，Mo 11.7％～12.5％，Nb 11.4％～21.1％，Ta 22.3％～23.5％，Ti 22.7％～24.1％，Zr 11.6％～25.1％，该制坯方法的步骤如下：步骤一、称取原料选择冶金原料Al、Mo、Nb、Ta、Ti和Zr，用机械方法去除原料表面的氧化皮，露出光亮的金属表面并进行清洗，取出烘干后按配比称取备用；步骤二、熔炼铸锭将称取好的原料放入磁悬浮熔炼炉中，磁悬浮熔炼净化15～40min，待合金冷却后将其翻转，得到圆柱形铸锭；步骤三、铸锭预处理3.1对铸锭进行1320℃～1400℃，180～260MPa的热等静压处理，保温3～6h后随炉冷却出炉；3.2将热等静压后的铸锭置于电阻加热炉中，加热到1240℃～1340℃进行40～60h的均匀化保温处理，保温结束后空冷至室温；3.3车光铸锭表面氧化皮后，加工成圆柱段坯料，经石棉包裹后装入不锈钢包套内，再经焊合后得到第一次挤压用包套锭，然后在第一次挤压用包套锭表面涂敷玻璃润滑剂，自然晾干备用；步骤四、第一道次热挤压4.1将第一次挤压用包套锭放入电阻加热炉中加热，在1200～1260℃范围内保温，保温时间按公式(1)计算：T
包套锭
＝D
包套锭
×
2.2min/mm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式1式1中：t
包套锭
为第一次挤压用包套锭保温时间，D
包套锭
为第一次挤压用包套锭直径；4.2将挤压模具放入电阻加热炉中加热到400～600℃，保温时间不小于5小时，将挤压模具取出，迅速在挤压模内表面涂抹石墨润滑剂，涂抹时间不超过10s；4.3将第一次挤压用包套锭从加热炉取出，快速放入挤压模具型腔内，转移时间应控制在1min之内，把挤压垫片放入挤压模具中；4.4对第一次挤压用包套锭进行热挤压操作，挤压温度为1200～1260℃，挤压速度为40～70mm/s，挤压比为2～3，挤压后将第一次挤压棒材自然冷却至室温；4.5机加工去除第一次挤压棒材的外包套，然后进一步车光棒材表面的氧化皮，加工成圆柱段棒材坯料，经石棉包裹后装入不锈钢包套内，再经焊合后得到第二次挤压用包套棒坯，然后在第二次挤压用包套棒坯表面涂敷玻璃润滑剂，自然晾干备用；步骤五、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：于秋颖，贺晓勇，熊华平，东赟鹏，孙兴，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：