【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型tial合金，且还涉及所述新型tial合金的热加工参数区间的确定方法，此外，本专利技术还涉及一种对tial合金进行热加工的方法。
技术介绍
1、tial合金具有密度低、强度高、高温性能好等优点，被广泛使用在航空航天及汽车工业中，近年来得到了快速发展。其中高nb-tial合金作为一种高温高性能钛铝合金，与传统tial合金相比具有更为优异的抗氧化性与抗蠕变性等性能，成为新一代高温tial合金的发展方向，具有更加广阔的应用前景。
2、但目前开发的tial合金仍然存在塑性差、加工困难等问题，严重制约了其推广应用。
3、鉴于此，对tial合金的相及相变研究此外tial合金开发的重点突破口。其中，ω相首次发现于1954年，主要存在于含有大量稳定β相元素的ti合金中，clemens等学者认为tial合金中ω相在913℃由β(b2)相形成，v.t. witusiewicz等人经过相图计算表明，三元ti-al-nb体系在较低温度下存在一个ωo（有序ω）相区。
4、因此，ωo相被认为是高nb含量tial合金中的平衡相，nb作为β相稳定元素，合金中ωo相在长期使用过程中不可避免会从β相中析出。ωo相是一种硬脆相，由于其自βo相内部析出但硬度却远高于βo相，它的存在往往会损害合金的性能。目前有关ωo相力学性能方面的报道并不多，schloffer等人研究发现，ωo相的硬度为11.2 gpa，是tial合金中最硬的相，其次是α2相，硬度为8.3 gpa。纯βo相的硬度为8.0 gpa，最软的相γ相，
技术实现思路
1、为了尽快实现对tial相变规律的掌握和热加工技术的创新，本专利技术的专利技术人提出制备最大程度接近并含有更多ωo相的tial合金并对针对其进行热加工技术的探讨。请注意，如无相反指示，因本专利技术中的tial合金含nb，故亦可称之为tialnb合金，tial合金和tialnb合金在本文中可互换使用。
2、因此，根据本专利技术的一个具体实施方式，提供了一种tial合金，其以原子百分计含有al:35～40%、nb:10～15%，余量为ti及少量不可避免的杂质。
3、优选地，根据本专利技术的一个实施例的tial合金，其以原子百分计含有al:37.5%、nb:12.5%，余量为ti及少量不可避免的杂质。即，该合金的名义成分为ti4al3nb，即ti、al与nb的原子比为4:3:1，所以亦可称之为ti4al3nb金属间化合物，其构成较接近ωo相，可以最大程度接近并含有更多ωo相，有利于研究ωo相的相变规律和包含较多ωo相的tial合金的热加工工艺。
4、根据本专利技术的一个具体实施方式，提供了一种用于确定如上所述的tial合金的热加工参数区间的方法，其包括如下步骤：
5、步骤1：在不同变形温度和应变速率下对所述tial合金进行等温热模拟压缩试验，获得不同变形条件下的真应力应变曲线数据；
6、步骤2：根据动态材料模型的原理，根据所述真应力应变曲线数据，计算所述tialnb合金在等温热模拟压缩后的应变速率敏感指数、耗散效率因子η、材料流变失稳参数ξ。
7、步骤3：根据功率耗散效率因子η和材料流变失稳参数ξ，以η随温度和应变速率变化构成如图2所示的功率耗散图，将参数ξ作为温度和应变速率函数进行作图，ξ<0的区域是流变失稳区，构成流变失稳图；
8、步骤4：将所述流变失稳图和所述功率耗散图叠加，得到所述tial合金的热加工图，根据所述热加工图确定所述tial合金的热加工参数。
9、优选地，根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤1中，所述变形温度为850~1000℃，所述的应变速率分别为0.001s-1、0.01s-1、0.05s-1、0.1s-1。且特别优选地，根据本专利技术的一个实施例，所述变形温度分别为850℃、900℃、950℃、1000℃；真应变量为0.5。
10、优选地，根据本专利技术的一个实施例，用于计算所述tialnb合金在等温热模拟压缩后的应变速率敏感指数、耗散效率因子、材料流变失稳参数ξ的计算公式如下：
11、 （公式1）；
12、（公式2）；
13、（公式3），
14、其中，p是外界输入系统的能量；j表示材料微观组织演化所消耗的能量，如合金热变形过程中发生回复、再结晶及相变等组织演化所消耗的能量；g表示材料塑性变形所消耗的能量，以热能及少量晶体缺陷能的形式存储；σ为材料的真应力(mpa)； 为应变速率(s-1)；m是材料应变速率敏感指数，η为功率耗散效率因子，其随温度和应变速率变化构成功率耗散图；ξ为材料流变失稳参数，将其作为温度和应变速率函数作图，其中ξ<0的区域是流变失稳区，构成流变失稳图；将流变失稳图和功率耗散图叠加，得到材料的热加工图。
15、优选地，根据本专利技术的一个实施例，根据如上所述确定tial合金的热加工参数区间的方法，确定了tialnb合金的热加工参数，其中变形温度为905~980℃，应变速率为0.001~0.01s-1。
16、根据本专利技术的一个具体实施方式，提供了一种用于对tial合金进行热加工的方法，其中，变形温度为905~980℃，应变速率为0.001~0.01s-1；优选地，根据本专利技术的一个实施例，在对tial合金进行热加工时，真应变量为0.5。该热加工工艺适用于含nb的tial合金，优选地适合以原子百分计含有al:35～40%、nb:10～15%，余量为ti及少量不可避免的杂质的tial合金；且特别优选适用于以原子百分计含有al:37.5%、nb:12.5%，余量为ti及少量不可避免的杂质的tial合金。
17、专利技术效果
18、通常tial合金多采用冲压、轧制、挤压、锻造等热成形工艺制造而成，在热成型过程中，工艺参数对材料的热加工变形行为影响显著。本专利技术通过推出该新型tial合金，并以该新型tial合金为研究对象研究了通过调控热加工工艺参数来改善tial合金材料的流变行为，提高了tial合金的可加工性与综合性能，本专利技术的提出的合理的热变形工艺参数能避免tial合金在热加工缺陷的发生。因此，本专利技术对研究ti4al3nb金属间化合物的热变形行为的研究不仅具有重要的理论意义，而且具有广阔的工程实用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种TiAl合金，其特征在于，以原子百分计含有Al:35～40%、Nb:10～15%，余量为Ti及少量不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的TiAl合金，其特征在于，以原子百分计含有Al:37.5%、Nb:12.5%，余量为Ti及少量不可避免的杂质。
3.一种用于确定如权利要求1或2所述的TiAl合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的确定TiAl合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的确定TiAl合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的确定TiAl合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的确定TiAl合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，用于计算所述TiAl合金在等温热模拟压缩后的应变速率敏感指数、耗散效率因子、材料流变失稳参数的计算公式如下：
8.根据7所述的确定TiAl合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，在所述步骤4中获得的TiAlNb合金的热加工参数，其变形温度
9.一种用于对TiAl合金进行热加工的方法，其特征在于，在所述方法中，变形温度为905~980℃，应变速率为0.001~0.01s-1。
10.根据权利要求9所述的对TiAl合金进行热加工的方法，其特征在于，真应变量为0.5。
...【技术特征摘要】
1.一种tial合金，其特征在于，以原子百分计含有al:35～40%、nb:10～15%，余量为ti及少量不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的tial合金，其特征在于，以原子百分计含有al:37.5%、nb:12.5%，余量为ti及少量不可避免的杂质。
3.一种用于确定如权利要求1或2所述的tial合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的确定tial合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的确定tial合金的热加工参数区间的方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的确定tial合金的热加工参数区间的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋霖，王升，
申请(专利权)人：芜湖天科航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。