本发明专利技术涉及合金加工领域，具体而言，涉及一种TiAl基合金方坯棒材及其制备方法和应用。该方法通过两次挤压，控制挤压比和温度，充分细化了棒材的晶粒尺寸，同时提高了棒材组织均匀性，使得方坯棒材沿着挤压方向具有较高延伸率和综合性能，提高了部件用坯料的使用可靠性。本发明专利技术的第二目的在于提供如上所述的TiAl基合金方坯棒材的制备方法制得的TiAl基合金方坯棒材，具有更细的晶粒尺寸和更高的室温延伸率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金加工领域，具体而言，涉及一种tial基合金方坯棒材及其制备方法和应用。
技术介绍
1、tial合金属于ti-al系金属间化合物材料，具有低密度、高比强度、高比模量、高蠕变抗力、抗氧化、抗燃烧等优异的性能，因此成为极具潜力的轻质耐高温结构材料，有望替代传统的镍基高温合金成为航空航天发动机热端部件的重要选材，对于提高发动机的推重比，增加武器装备的耐温等级具有重要作用。同时，随着近几年高超声速飞行器的快速发展，对飞行器的提出了长航时、低耗能以及极端高热环境下的作战机动性提出了更高的要求，从而对材料提出更低密度、更高强度、更高使用温度、更高使用可靠性的要求。
2、tial合金作为是ti-al系轻质高温结构材料目前密度最低、使用温度最高的材料，但是由于其本征室温脆性的缘故，一直无法工程化应用。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种高延伸率的tial基合金方坯棒材的制备方法，通过两次挤压，控制挤压比和温度，充分细化了棒材的晶粒尺寸，同时提高了棒材组织均匀性，使得方坯棒材沿着挤压方向具有较高延伸率和综合性能，提高了部件用坯料的使用可靠性。
2、本专利技术的第二目的在于提供如上所述的tial基合金方坯棒材的制备方法制得的tial基合金方坯棒材，截面为矩形，同时具有更均匀细小的晶粒尺寸和更高的室温延伸率。
3、本专利技术的第三目的在于提供如上所述tial基合金方坯棒材的应用。
>4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：5、本专利技术提供了一种tial基合金方坯棒材的制备方法，包括以下步骤：
6、(a)将tial基合金铸锭进行第一包套、第一保温和第一热挤压，得到第一坯料；
7、其中，所述第一保温的温度为1230～1290℃，所述第一热挤压的挤压比为4～6:1；
8、(b)将所述第一坯料进行第二包套、第二保温和第二热挤压，得到第二坯料；
9、其中，所述第二保温的温度为1230～1290℃，所述第二热挤压的挤压比为3～5:1；
10、(c)将所述第二坯料进行固溶处理和时效处理，得到tial基合金方坯棒材。
11、进一步地，所述tial基合金铸锭，主要由按质量百分比计的如下组分组成：
12、al 45％～47％、nb 3％～6％、mo 0.4％～0.6％、b 0.05％～0.09％、余量为ti和不可避免的杂质。
13、进一步地，所述tial基合金铸锭的铸态组织的晶粒尺寸在150～400μm。
14、进一步地，步骤(c)中，第一保温的时间为2～6h，第二保温的时间为2～6h。
15、进一步地，步骤(c)中，所述固溶处理的温度为1180～1260℃，时间为3～6h。
16、进一步地，步骤(c)中，所述时效处理的们温度为900～980℃，时间为8～24h。
17、本专利技术提供了一种所述的tial基合金方坯棒材的制备方法制得的tial基合金方坯棒材。
18、进一步地，所述tial基合金方坯棒材的截面尺寸为(60～74)×(40～58)mm。
19、进一步地，所述tial基合金方坯棒材的室温延伸率大于4.0％。
20、进一步地，所述tial基合金方坯棒材由等轴γ晶粒和等轴层片团以及少量b2相组成，其中等轴层片团由γ相和α2相以层片相间的形式构成；
21、其中，所述γ相的体积分散为60％～77％，所述等轴层片团的体积分数在20％～40％，b2相的体积分数为0～3％。
22、本专利技术提供了一种所述的tial基合金方坯棒材在制备航空航天设备中的应用。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、(1)本专利技术所提供一种tial基合金方坯棒材的制备方法，通过两次挤压，控制挤压比和温度，充分细化了棒材的晶粒尺寸，同时提高了棒材组织均匀性，使得方坯棒材沿着挤压方向具有较高延伸率和综合性能，提高了部件用坯料的使用可靠性。
25、(2)本专利技术提供的tial基合金方坯棒材具有更细的晶粒尺寸和更高的室温延伸率。
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【技术保护点】
1.一种TiAl基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的TiAl基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，所述TiAl基合金铸锭，主要由按质量百分比计的如下组分组成：
3.根据权利要求1所述的TiAl基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，第一保温的时间为2～6h，第二保温的时间为2～6h。
4.根据权利要求1所述的TiAl基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述固溶处理的温度为1180～1260℃，时间为3～6h。
5.根据权利要求1所述的TiAl基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述时效处理的们温度为900～980℃，时间为8～24h。
6.采用权利要求1-5任一项所述的TiAl基合金方坯棒材的制备方法制得的TiAl基合金方坯棒材。
7.根据权利要求6所述的TiAl基合金方坯棒材，其特征在于，所述TiAl基合金方坯棒材的截面尺寸为(60～74)×(40～58)mm。
8.根据权利要求6所述的TiAl基合金方坯棒材，其特征在于，所述TiAl基合金方坯棒材的室温延伸率大于4.0％。
9.根据权利要求6所述的TiAl基合金方坯棒材，其特征在于，所述TiAl基合金方坯棒材由等轴γ晶粒和等轴层片团以及少量B2相组成，其中等轴层片团由γ相和α2相以层片相间的形式构成；
10.根据权利要求6-9任一项所述的TiAl基合金方坯棒材在制备航空航天设备中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种tial基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的tial基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，所述tial基合金铸锭，主要由按质量百分比计的如下组分组成：
3.根据权利要求1所述的tial基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，第一保温的时间为2～6h，第二保温的时间为2～6h。
4.根据权利要求1所述的tial基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述固溶处理的温度为1180～1260℃，时间为3～6h。
5.根据权利要求1所述的tial基合金方坯棒材的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述时效处理的们温度为900～980℃，时间为8～24h。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王红卫，刘文龙，马雄，张继，梁晓波，张建伟，史晓强，郭东伟，
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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