仿异步轧制的制造技术

一种仿异步轧制的

【技术实现步骤摘要】
仿异步轧制的TiAl合金异形坯包套轧制方法及TiAl合金板材


[0001]本专利技术涉及
TiAl
金属间化合物加工制备技术，特别是一种仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法及
TiAl
合金板材
。

技术介绍

[0002]TiAl
金属间化合物
(
以下简称
TiAl
合金
)
具有密度低
、
比强度高
、
抗氧化性能优异等特点，是有望替代
Ni
基高温合金的结构材料之一
。
特别是在
600
～
800℃
的温度范围内，表现出比
Ni
基高温合金和
Ti
基合金更好的服役性能，在航空航天和汽车工业的高温结构件应用中具有广阔的前景
。
然而，尽管商业应用前景广阔，但其塑性成形能力很差，需要在
1100℃
以上进行高温成形，且面临开裂风险
。
为了减少轧制过程中产生的温降，保证良好的高温塑性，一般采用在
TiAl
合金坯料外部包覆不锈钢壳体的包套轧制方法
。
在轧制过程中，不锈钢外壳将
TiAl
合金坯料与外部空气隔绝开来，一方面，减少了温降；另一方面，也避免了
TiAl
合金坯料的氧化
。
[0003]异步轧制作为一种上下轧辊表面线速度不同的轧制方法，具有轧制力低
、
轧薄能力强
、
板形控制好等优势
。
异步轧制过程中，由于上下轧辊轧制状态的不对称性，使得轧件内部产生剧烈的附加剪切变形，从而改善轧材沿厚度方向的均匀性，并提升综合力学性能
。
研究表明，异步轧制是可用于产生大塑性变形的方法，并已成功应用于纳米晶及超细晶的制备
(
参见
《
异步轧制工业纯钛的组织与力学性能
》
，李志明等，上海有色金属，
2011
；及
Superplastic behavior of an ultrafine
‑
grained Mg
‑
13Zn
‑
1.55Y alloy with a high volume fraction of icosahedral phases prepared by high
‑
ratio differential speed rolling[J].Kwak et al.Journal of Materials Science&Technology,2017)
等
。
[0004]对于
TiAl
合金的轧制变形，由于外部包套的存在，异步轧制的剪切力直接作用于不锈钢包套，无法传递至包套内部的
TiAl
合金板坯中，因而无法直接对
TiAl
合金进行异步轧制从而改善其成形能力，现有技术中尚未见公开针对
TiAl
合金进行异步轧制的相关记载
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法及
TiAl
合金板材
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其中，包括如下步骤：
[0007]S100、
制备
TiAl
合金异形坯料；
[0008]S200、
组装异型坯包套，将制备的所述
TiAl
合金异形坯料置于对应不锈钢包套的凹槽中，所述
TiAl
合金异形坯料与外层所述不锈钢包套之间填充复合隔离层，并进行焊合，得到仿异步轧制的
TiAl
合金包套坯料；
[0009]S300、
保温及包套轧制，将获得的所述仿异步轧制的
TiAl
合金包套坯料放入高温
炉中，加热到
1100
～
1350℃
，保温
0.5
～
5h
，随后进行沿指定方向的包套轧制，每两个道次后回炉保温5～
30min
，轧制完成后的轧制
TiAl
合金包套板材放入真空炉中进行去应力退火；以及
[0010]S400、
所述轧制
TiAl
合金包套板材的机械加工处理，采用线切割方法去除所述轧制
TiAl
合金包套板材上的包套外壳，得到变形量
≥90
％的
TiAl
合金板材
。
[0011]上述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其中，步骤
S100
进一步包括：
[0012]S101、
采用真空自耗电弧熔炼获得
TiAl
合金铸锭；
[0013]S102、
通过等温锻造获得
TiAl
合金锻饼，并利用电火花线切割获得
TiAl
合金异形坯料；以及
[0014]S103、
将所述
TiAl
合金异形坯料表面磨光
。
[0015]上述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其中，步骤
S102
的等温锻造温度为
1100℃
～
1350℃
，总变形量为
70
％～
80
％，变形速率为
0.1
～
1s
‑1。
[0016]上述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其中，按原子百分比计，所述
TiAl
合金异形坯料的
TiAl
合金成分包括：
Al
为
40
％～
48
％，
Nb
为0％～5％，
Mo
为0～
1.5
％，
V
为0％～9％，
Y
为0％～1％，
B
为0％～1％，
C
为0％～1％，余量为
Ti。
[0017]上述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其中，所述
TiAl
合金异形坯料为直平行六面体或等腰梯形体，所述直平行六面体或等腰梯形体中夹角
θ
为
30
～
60
°
。
[0018]上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、
制备
TiAl
合金异形坯料；
S200、
组装异型坯包套，将制备的所述
TiAl
合金异形坯料置于对应不锈钢包套的凹槽中，所述
TiAl
合金异形坯料与外层所述不锈钢包套之间填充复合隔离层，并进行焊合，得到仿异步轧制的
TiAl
合金包套坯料；
S300、
保温及包套轧制，将获得的所述仿异步轧制的
TiAl
合金包套坯料放入高温炉中，加热到
1100
～
1350℃
，保温
0.5
～
5h
，随后沿指定方向进行包套轧制，每两个道次后回炉保温5～
30min
，轧制完成后的轧制
TiAl
合金包套板材放入真空炉中进行去应力退火；以及
S400、
所述轧制
TiAl
合金包套板材的机械加工处理，采用线切割方法去除所述轧制
TiAl
合金包套板材上的包套外壳，得到变形量
≥90
％的
TiAl
合金板材
。2.
根据权利要求1所述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其特征在于，步骤
S100
进一步包括：
S101、
采用真空自耗电弧熔炼获得
TiAl
合金铸锭；
S102、
通过等温锻造获得
TiAl
合金锻饼，并利用电火花线切割获得
TiAl
合金异形坯料；以及
S103、
将所述
TiAl
合金异形坯料表面磨光
。3.
根据权利要求2所述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其特征在于，步骤
S102
的等温锻造温度为
1100℃
～
1350℃
，总变形量为
70
％～
80
％，变形速率为
0.1
～
1s
‑1。4.
根据权利要求
1、2
或3所述的仿异步轧制的
TiAl
合金异形坯包套轧制方法，其特征在于，按原子百分比计，所述
TiAl
合金异形坯料的
TiAl
合金成分包括：
Al
为
40
％～
48
％，
Nb
为0％～5％，
Mo
为0～
1.5
％，
V
为0％～9％，
Y
为0％～1％，
B
为0％～1％，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田世伟，江海涛，张思远，张业飞，杨祯彧，朱志超，刘建华，何安瑞，张勇军，陈雨来，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：