[发明专利]一种高性能TiAl合金板的制备方法

摘要

一种高性能TiAl合金板的制备方法。本发明涉及一种制备TiAl合金板材的方法。本发明的目的是要解决现有TiAl合金在热轧制过程中晶粒长大、组织不均匀、应力集中导致板材开裂以及轧制后固溶热处理工艺繁琐使TiAl合金板材综合性能下降，尤其是塑性明显下降的问题。方法一、TiAl合金坯料的制备；二、包套；三、高温轧制第一阶段；四、高温轧制第二阶段；五、高温轧制第三阶段；六、机械加工去除包套。本发明方法细化晶粒，均匀组织，避免轧制过程中板材的开裂，提高了TiAl合金板材的高温变形能力，可以获得具有优异性能的大尺寸TiAl合金板材。

主权项

一种高性能TiAl合金板的制备方法，其特征在于一种高性能TiAl合金板的制备方法按以下步骤进行：一、TiAl合金坯料的制备：采用粉末冶金或二次锻造开坯的方法制得TiAl合金预制坯料，然后将TiAl合金预制坯料进行热等静压处理，再采用机械加工的方法将热等静压处理后的TiAl合金预制坯料加工成长方体坯料，得到TiAl合金坯料；步骤一中所述的粉末冶金为预合金粉末法或者元素粉末法；步骤一中所述的热等静压处理参数：热等静压温度为1000℃～1250℃，热等静压压力为140MPa～200MPa，热等静压时间为1h～5h；步骤一中所述的TiAl合金坯料的厚度为3mm～30mm；二、包套：采用机械加工的方法将步骤一得到的TiAl合金坯料进行表面打磨，得到表面光洁度为Ra6～Ra8的TiAl合金坯料，然后将表面光洁度为Ra6～Ra8的TiAl合金坯料置于凹槽包套中进行焊合，得到包套的TiAl合金坯料；三、高温轧制第一阶段：①将包套的TiAl合金坯料放在炉子中，将炉子从室温升温到温度为1150℃～1260℃；②在温度为1150℃～1260℃下保温5min～120min，然后置于轧机上轧制；③重复步骤②的操作2～5次，得到高温轧制第一阶段后的TiAl合金坯料；步骤②中所述的轧制的参数为：轧制温度为1150℃～1260℃，应变速率为0.001s‑1～1s‑1，道次变形量为5％～25％，轧制的总变形量为30％～75％，道次回炉保温温度为1150℃～1260℃，道次回炉保温时间为5min～60min；四、高温轧制第二阶段：①将步骤三得到的高温轧制第一阶段后的TiAl合金坯料放入炉温为800℃～1140℃的炉子中进行低温完全再结晶热处理，保温时间为10min～120min，然后转至炉温为1150℃～1260℃的炉子中保温5min～60min，再放到轧机上轧制；②重复步骤①的操作1～3次，得到高温轧制第二阶段后的TiAl合金坯料；步骤①中所述的轧制的参数为：轧制温度为1150℃～1260℃，应变速率为0.001‑1s～1s‑1，道次变形量为5％～20％，道次回炉保温过程为：先在温度为800℃～1140℃下保温10min～120min，再在温度为1150℃～1260℃下保温5min～60min；五、高温轧制第三阶段：①将步骤四得到的高温轧制第二阶段后的TiAl合金坯料放入炉温为1265℃～1350℃的炉子中保温5min～30min，然后放到轧机上轧制；②重复步骤①的操作1～3次，再进行降温处理，得到高温轧制第三阶段后的TiAl合金坯料；步骤①中所述的轧制的参数为：轧制温度为1265℃～1350℃，应变速率为0.001s‑1～1s‑1，道次变形量为5％～20％，道次回炉保温温度为1265℃～1350℃，道次回炉保温时间5min～30min；步骤②中所述的降温处理过程为：放入炉温为850℃～1000℃的炉子中保温3h～6h，然后随炉冷却至室温；六、机械加工去除包套：采用机械加工的方法去除步骤五得到的高温轧制第三阶段后的TiAl合金坯料上的包套，得到TiAl合金板材。