[发明专利]基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制备方法

说明书

本发明公开了一种基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制备方法，步骤包括：步骤1、制备Ti22Al25NbxV合金复合粉体；步骤2、将步骤1得到的合金复合粉体在模具中压制成型，得到Ti22Al25NbxV合金预成型体；步骤3、将步骤2得到的合金预成型体进行烧结处理，制备出Ti22Al25NbxV合金熔渗烧结体；步骤4、将步骤3得到的合金熔渗烧结体进行热处理，得到Ti22Al25NbxV合金。本发明的制备方法，近净成型，节省原料；冷压制成型，制备成本低；降低了合金密度同时保持性能不降低。

技术领域

本发明属于Ti2AlNb合金制备技术领域，涉及一种基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制备方法。

背景技术

Ti2AlNb基合金具有较好的强度、高温蠕变抗力、抗磁性能、断裂韧性以及较低的密度，能在650～800℃长时间或更高温度范围内短时间服役，作为航天航空工业飞行器发动机传统高密度镍基高温合金的替代材料，被寄予了极大的期望。

利用真空自耗熔炼法制备Ti2AlNb基合金是常用的成型手段：按成分设计要求进行配比计算，将称量好的预合金块体混合均匀，在相应模具中压制成型；焊接压制成型的预合金棒体成为自耗电极；在真空环境下进行多次自耗熔炼，得到特定成分的Ti2AlNb基合金铸棒。然而，由于Ti2AlNb基合金合金所含各元素之间熔点、蒸汽压和密度等相差很大，获得成分准确、均匀，组织致密的铸锭非常困难。目前，已知的铸态Ti2AlNb基合金组织粗大，力学性能差，因此，开发成本低、适用于工业生产的锻造和轧制工艺还有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制备方法，解决了现有技术中的Ti2AlNb基合金组织粗大，力学性能差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于粉末冶金法的Ti22Al25NbxV合金制备方法，按照以下步骤实施：

步骤1、制备Ti22Al25NbxV合金复合粉体，x＝0～4；

步骤2、将步骤1得到的合金复合粉体在模具中压制成型，得到Ti22Al25NbxV合金预成型体；

步骤3、将步骤2得到的合金预成型体进行烧结处理，制备出Ti22Al25NbxV合金熔渗烧结体；

步骤4、将步骤3得到的合金熔渗烧结体进行热处理，得到Ti22Al25NbxV合金。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用粉末冶金法制备Ti22Al25NbxV合金，采用球磨混粉、预烧处理、高温反应烧结和热处理的方式，能在最大限度上细化合金晶粒、优化合金组织，解决了铸态合金组织粗大、力学性能差的问题。

2)本发明进行成分设计并确定为Ti22Al25NbxV，采用粉末冶金法制备合金试样，保证了合金优异的力学性能，降低了合金密度，极大的增强了合金替代镍基合金作为未来航空航天用材料的可应用性。

3)用粉末冶金法冷压成型制备该合金试样，该法制备的合金节省原材料、成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明所述的Ti22Al25NbxV合金，其中x＝0～4，(at％，下同)。

本发明Ti22Al25NbxV合金的制备方法，按照以下步骤实施：

步骤1、制备Ti22Al25NbxV合金复合粉体，具体过程是：

1.1)在保护气氛中，按摩尔比49～53：22：25：0～4分别称取钛粉、铝粉、铌粉及钒粉，并将该四种粉末混合均匀后装入有保护气氛的球磨罐中；