一种服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末的制备方法技术

一种服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末的制备方法，通过在过包晶TiAl合金中添加中等含量的Nb和少量Ta，以改善TiAl合金的性能，能够实现组织细化与强韧化。通过真空电弧熔炼并以Nb粉、Ta粉形式添加Nb、Ta元素，获得成分均匀的铸造合金。采用粉末冶金成型工艺可以避免Nb、Ta添加导致的成分偏析，同时进一步细化了晶粒组织。本发明专利技术得到的粉末的高球形度有利于提高粉末冶金件的致密性，杂质少和空心粉少均有利于减少粉末冶金制件潜在裂纹源，氧含量低有利于提升材料的高温力学性能，因此所述的TiAl

【技术实现步骤摘要】
一种服役温度为850
℃
的粉末冶金用钛铝粉末的制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金轻质高温材料领域，具体是一种服役温度850℃的粉末冶金钛铝合金用金属粉末的制备方法。

技术介绍

[0002]TiAl合金具有高比强、高蠕变抗力和优良抗氧化能力等优异性能，且其密度仅为镍基高温合金的一半，故被认为是在800～900℃范围内替代镍基高温合金，实现减重增效的最佳候选材料。2012年，Ti4822合金(Ti
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48Al
‑
2Cr
‑
2Nb)铸造低压涡轮叶片的GEnx发动机在波音787客机上正式开始商业飞行，标志着TiAl合金经过30余年的工程化发展，在航空航天能动装备领域实现应用。紧随其后，欧盟发展的锻造TNM合金(Ti
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43Al
‑
4Nb
‑
1Mo
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0.1B)也应用于空客A320客机发动机并成功进行首飞。此外，铸造XD合金(Ti
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48Al
‑
2Mn
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种服役温度为850℃的粉末冶金用钛铝粉末的制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，压制TiAl
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(Nb,Ta)合金电极：按照TiAl
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(Nb，Ta)合金的成分进行配料，在混料机中混合均匀后在油压机中压制，得到TiAl
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(Nb,Ta)合金电极；所述TiAl
‑
(Nb，Ta)合金的成分为40～60wt％的Ti、30～32wt％的Al、5.5～7.5wt％的Nb和4.4～8.7wt％的Ta；步骤2，制备TiAl
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(Nb,Ta)合金铸锭；将得到的所述TiAl
‑
(Nb,Ta)合金电极置于真空电弧熔炼炉中进行熔炼；所述熔炼过程为三次，并采用电磁搅拌，具体是：第一次熔炼，真空电弧熔炼炉的真空度为3
×
10
‑3Pa～3
×
10
‑2Pa，电流为2200～2500A、电压为20～40V、熔化速度为30～55mm/min；采用电磁搅拌器对熔池中金属液进行持续搅拌，并向结晶器内通入冷却水；第二次熔炼，真空电弧熔炼炉的真空度为3
×
10
‑3Pa～3
×
10
‑2Pa，电流为2200～2500A、电压为20～40V、熔化速度为35～60mm/min；采用电磁搅拌器对熔池中金属液进行持续搅拌，并向结晶器内通入冷却水；第三次熔炼，真空电弧熔炼炉的真空度为3
×
10
‑3Pa～3
×
10
‑2Pa，电流为2200～2500A、电压为20～40V、熔化速度为40～65mm/min；采用电磁搅拌器对熔池中金属液进行持续搅拌，并向结晶器内通入冷却水；得到TiAl
‑
(Nb,Ta)合金铸锭；步骤3，制备TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒坯料对得到的TiAl
‑
(Nb,Ta)合金铸锭进行均匀化退火；将所述TiAl
‑
(Nb,Ta)合金铸锭置于热处理炉内；将该热处理炉升温至1200℃～1420℃，并保温1h～30h；保温结束后，随炉冷却；得到经过均匀化退火的TiAl
‑
(Nb,Ta)合金铸锭；切除经过退火的TiAl
‑
(Nb,Ta)合金铸锭冒口；通过线切割获得TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒坯料；步骤4，精车加工TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒坯料；步骤5，SS
‑
PREP制粉气氛的准备：将得到的所述TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒坯料置于反应炉中；对反应室抽真空至10
‑3Pa～10
‑1Pa；向该反应室充入氦氩混合气，使其压力为0.01MPa～2MPa，获得制粉过程所需的雾化室内环境气氛；步骤6，制备TiAl
‑
(Nb,Ta)合金粉末：用等离子体对TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒坯料端部进行加热；使TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒端部均匀熔化，雾化液滴在离心力作用下从TiAl
‑
(Nb,Ta)合金棒端部被甩出，形成细小液滴，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锐，左振博，罗贤，王庆相，梁书锦，赖运金，
申请(专利权)人：西安欧中材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：