低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板及其制备方法和应用技术

技术编号：40100927 阅读：5 留言：0更新日期：2024-01-23 17:40

本发明专利技术涉及合金加工技术领域，尤其是涉及一种低各向异性粉末Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金细晶薄板及其制备方法和应用。包括如下步骤：(a)沿合金板坯宽度方向进行第一火次轧制，然后沿合金板坯长度方向进行第二火次轧制，得到板坯A；(b)将板坯A沿宽度方向进行至少两火次轧制，得到板坯B；(c)将板坯B沿长度方向进行一火次轧制，再沿长度方向进行包覆轧制；步骤(b)中的变形率与步骤(c)中的变形率的差值的绝对值≤20％。本发明专利技术通过对板坯进行多次换向轧制，使横纵向变形量基本相当，配合其余工艺参数，得到具有较低各向异性的Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金细晶薄板。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金加工，尤其是涉及一种低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板及其制备方法和应用。

技术介绍

1、ti2alnb合金具有密度低、热膨胀系数小、阻燃性能好、比强度高、断裂韧性高、高温抗蠕变性能好等优点，是可在600～750℃长时使用或在更高温度短时间应用的结构材料，尤其在航空航天结构材料方面表现出非常大的应用潜力，对于提高飞行器的推重比、提高燃油效率以及高温服役性能等方面都具有重要意义。

2、采用ti2alnb合金薄板成型的航空航天用薄壁复杂构件在高速飞行过程中将承受严酷的气动热、气动力的耦合作用，在该环境服役时构件不止一个方向承受力/热的耦合作用，往往是多个方向均需要承受严酷的力/热耦合作用，这不仅要求材料具有良好的高温强度，还需要材料具有较低的各向异性，且需尽量保证组织和性能的均匀一致性。常规工艺制备的ti2alnb合金薄板存在较大的各向异性，容易在加工成形过程中出现成形件的不规则翘曲，难以满足尺寸精度要求。

3、有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

1、本专利技术的一个目的在于提供低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板的制备方法，以解决现有技术中ti2alnb合金薄板存在较大的各向异性的技术问题。

2、本专利技术的另一目的在于提供低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板。

3、本专利技术的又一目的在于提供低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。

4、为了实现

5、低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板的制备方法，包括如下步骤：

6、(a)沿ti2alnb合金板坯宽度方向进行第一火次轧制，然后沿ti2alnb合金板坯长度方向进行第二火次轧制，得到板坯a；

7、(b)将所述板坯a沿宽度方向进行至少两火次轧制，得到板坯b；

8、(c)将所述板坯b沿长度方向进行一火次轧制，再沿长度方向进行包覆轧制；

9、步骤(b)中沿宽度方向的变形率与步骤(c)中沿长度方向的变形率的差值的绝对值≤20％。

10、在本专利技术的具体实施方式中，所述轧制的温度为900～1080℃。

11、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(a)中，所述第一火次轧制沿宽度方向的变形率为10％～40％，所述第二火次轧制沿长度方向的变形率为10％～40％。

12、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(a)和步骤(b)中的各火次轧制中，一火次的轧制道次为2～6次。

13、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(b)中，沿宽度方向的总变形率为50％～90％；步骤(c)中，沿长度方向的总变形率为50％～90％。

14、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(b)中，沿宽度方向的各火次的变形率各自独立地为15％～60％，优选为20％～45％。

15、在本专利技术的具体实施方式中，步骤(c)中，所述一火次轧制中，沿长度方向的变形率为10％～50％，优选为35％～45％；所述包覆轧制的变形率为15％～80％，优选为40％～70％。

16、在本专利技术的具体实施方式中，所述ti2alnb合金板坯的制备包括：采用ti2alnb预合金粉末通过热等静压方式制备ti2alnb合金板坯；

17、所述热等静压的条件包括：温度为980～1200℃，压力≥100mpa，保温时间≥1h。

18、在本专利技术的具体实施方式中，所述预合金粉末的粒径≤250μm，如50～150μm。

19、本专利技术还提供了采用上述任意一种所述的低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板的制备方法制得的低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板。

20、在本专利技术的具体实施方式中，所述低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板中，组织为细小的等轴组织，o相颗粒的尺寸＜5μm，o相颗粒的长宽比小于3﹕1，o相晶体学取向无择优分布，b2相呈现{111}〈110〉织构。

21、本专利技术还提供了上述任意一种所述的低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。

22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：

23、(1)本专利技术通过对板坯进行多次换向轧制，使横纵向变形量基本相当，配合其余工艺参数，得到具有较低各向异性的ti2alnb合金细晶薄板；

24、(2)本专利技术制得的低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板在不同方向上具有较好的组织与性能一致性，并且具有良好的室温强度和塑性，同时还具有相对较低的高温强度和优异的高温塑性，有利于ti2alnb合金细晶薄板热成形构件，为后续制备航空航天薄壁复杂结构件奠定了良好的基础。

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【技术保护点】

1.低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述轧制的温度900～1080℃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述第一火次轧制沿宽度方向的变形率为10％～40％，所述第二火次轧制沿长度方向的变形率为10％～40％；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，沿宽度方向的总变形率为50％～90％；步骤(c)中，沿长度方向的总变形率为50％～90％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，沿宽度方向的各火次的变形率各自独立地为15％～60％；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述一火次轧制中，沿长度方向的变形率为10％～50％；所述包覆轧制的变形率为15％～80％；

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ti2AlNb合金板坯的制备包括：采用Ti2AlNb预合金粉末通过热等静压方式制备Ti2AlNb合金板坯；

>8.权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板。

9.根据权利要求8所述的低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板，其特征在于，所述低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板中，组织为细小的等轴组织，O相颗粒的尺寸＜5μm，O相颗粒的长宽比小于3﹕1，O相晶体学取向无择优分布，B2相呈现{111}〈110〉织构。

10.权利要求8或9所述的低各向异性粉末Ti2AlNb合金细晶薄板在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。

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【技术特征摘要】

1.低各向异性粉末ti2alnb合金细晶薄板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述轧制的温度900～1080℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，沿宽度方向的总变形率为50％～90％；步骤(c)中，沿长度方向的总变形率为50％～90％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，沿宽度方向的各火次的变形率各自独立地为15％～60％；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述一火次轧制中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪泽，史晓强，马雄，梁晓波，张建伟，韩潮雨，程云君，王红卫，骆晨，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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