[发明专利]细晶高致密钛铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了细晶高致密钛铝合金及其制备方法，其中细晶高致密钛铝合金原料包括Ti、Al和YbBsubgt;6/subgt;，其中YbBsubgt;6/subgt;的质量分数为0.2‑0.5％。钛铝合金中加入YbBsubgt;6/subgt;粉末，YbBsubgt;6/subgt;在烧结过程中与Ti、Al发生反应，吸取进入基体中的氧，生成稀土氧化物Ybsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，达到净化基体目的的同时具备氧化物弥散强化的效果；同时生成弥散分布的第二相TiB，晶粒细化效果得到进一步优化的同时，很大程度上提高烧结钛铝合金的强度，从而得到具有晶粒细小、致密度高、强度高、韧性好的钛铝合金。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体而言，涉及细晶高致密钛铝合金及其制备方法。

背景技术

钛铝合金作为结构材料，具有比强度高、密度低、蠕变抗力良好和氧化抗力良好等优点，作为结构材料有望在600℃-900℃替代镍基合金，可以实现大幅度降低推重比提高燃油效率的目的。但随着航空航天领域的不断发展，对钛铝合金的要求更加严苛。由于传统铸造钛铝合金组织粗大，组织不均匀，极大降低了钛铝合金的机械性能，难以满足航空航天领域严苛的需求。目前，有很多方法可以来改善钛铝合金的组织，如热处理、加入合金元素等。但是大都存在工艺复杂，设备要求高，成本高等缺点。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供细晶高致密钛铝合金及其制备方法。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种细晶高致密钛铝合金，原料包括Ti、Al和YbB₆，其中YbB₆的质量分数为0.2-0.5％。

在可选的实施方式中，包括弥散分布的TiB和Yb₂O₃。

在可选的实施方式中，所述原料中Ti、Al的质量比为50-60:40-50。

第二方面，本发明提供一种前述实施方式任意一项所述细晶高致密钛铝合金的制备方法，将原料按比例混合后进行烧结，得到细晶高致密钛铝合金。

在可选的实施方式中，所述原料满足以下①-②项中的至少一项：

①所述原料包括Ti粉末、Al粉末和YbB₆粉末；

②所述Ti粉末的粒径为30-70μm；Al粉末的粒径为20-50μm；所述YbB₆粉末的粒径为10-50μm。

在可选的实施方式中，所述混合步骤包括球磨混合。

在可选的实施方式中，所述球磨混合满足以下①-②项中的至少一项：

①所述球磨的磨球由直径15mm、10mm和5mm按3-5：3-5：2的质量比级配构成；

②所述球磨的球料比为10-15：1，球磨罐的装填系数为0.4-0.5，球磨转速为200-400r/min，球磨时间为10-12h。

在可选的实施方式中，所述球磨混合后对物料进行无球混合，并满足以下①-②项中的至少一项；

①所述球磨后的物料在三维混料机中无球混合，所述无球混合转速为30-40rpm，时间为12-24h；

②所述球磨后进行无球混合，所述球磨和/或无球混合在保护气条件下进行。

在可选的实施方式中，所述烧结在放电等离子烧结炉中进行。

在可选的实施方式中，所述烧结满足以下①-④项中的至少一项；