[发明专利]一种建立合金元素与TiAl基合金中ωo

说明书

本发明公开了一种建立合金元素与TiAl基合金中ω_o相稳定区间对应关系的高通量测定方法和应用，包括以下步骤：熔炼制备成分为Ti₃Al₂X的多种三组元合金；采用扩散多元节技术高通量制备若干组多组元合金扩散偶；然后初步获得每组扩散偶中各相成分，大致确定各合金元素对应的ω_o相稳定区间；根据获得的区间配制p个合金并进行扩散退火处理；对合金样进行分析，定量精确建立合金元素与ω_o相稳定区间对应关系。本发明所提供的方法可以同时快速建立多种合金元素所对应的ω_o相稳定区间，节省了大量的时间与成本。本发明在所得对应关系的基础上，选择合金元素含量区间外的用量，进而达到获得优质TiAl基合金的目的。本发明测定方法高效科学，所得数据精准，便于大规模产业化应用。

技术领域

本发明涉及含β稳定元素的β凝固TiAl基合金领域，具体涉及种建立合金元素与TiAl基合金中ω_o相稳定区间对应关系的高通量测定方法及应用。

背景技术

与通过容易造成偏析的包晶凝固制造的传统TiAl合金相比，β凝固型TiAl基合金由于完全通过无序的β相凝固可以有效的消除成分偏析、减少铸造织构，获得细小均匀的组织，从而提高合金的高温强度和塑性而成为当前TiAl合金研究的热点。通过引入β稳定元素(如Nb、Mo、Ta、V、Cr、Mn等)获得大量β相。高温下β相属于无序的体心立方(BCC)结构，能够提供足够的独立滑移系，使得β凝固TiAl合金具有优异的热加工性能。而低温下β相是以一种有序的B2相形式存在。B2相的存在不利于合金的室温塑性。因此实际生产中，总是希望通过热处理达到在高温下含有大量的β相的同时能够在低温下定量地控制B2相的目的。然而，在中低温热处理或凝固冷却过程中，含Nb或Ta的β凝固TiAl基合金中时常会伴随一种有序的ω_o相(B8₂结构)的出现。该相通常会在B2相内形成，会加剧恶化材料的塑性。研究发现，Ti-Al-Nb、Ti-Al-Ta三元系中的ω_o相在低于925℃下稳定存在。而在含其他β稳定元素的Ti-Al基三元系中，ω_o相是热力学不稳定的。通过多组元合金化进一步在含Nb或Ta的β凝固TiAl基合金中引入强β稳定元素，如Mo、V、Cr、Mn等，有望达到减少或消除ω_o相的目的。因此，只有全面掌握不同体系中ω_o相的稳定性特点才能指导合金成分设计有效避免或减少该相的含量。

发明内容

基于上面背景技术所提及的β凝固TiAl基合金中ω_o相的出现，本发明的目的在于提供一种能够快速测定ω_o相的稳定区间的方法，从而量化β稳定元素对ω_o相的稳定性的影响，建立一个可以快速获取元素添加量的数据库。

为实现上述目的，本发明一种建立合金元素与TiAl基合金中ω_o相稳定区间对应关系的高通量测定方法，其技术方案如下：

步骤一

熔炼制备n种三组元合金，所述n种三组元合金的成分通式为Ti₃Al₂Xⁿ，所述n种三组元合金中至少一种三组元合金以ω_o相为基体，至少一种三组元合金以B2相为基体；所述n为大于等于3的正整数；

步骤二

按高通量扩散多元节设计方案，将步骤一制备的合金组装成扩散多元节并进行扩散退火处理；

步骤三

通过检测仪器初步获得多元节中每组扩散偶中各相成分，大致确定各合金元素对应的ω_o相稳定区间；

步骤四

基于步骤三的结果设计成分，制备p个合金样品并进行退火处理；所述p为大于等于1的整数；