[发明专利]一种定向凝固高铌钛铝合金单晶的制备方法

摘要

一种定向凝固高铌钛铝合金单晶的制备方法，属于金属材料制备领域。高铌钛铝合金采用等离子电弧或真空感应凝壳熔炼的铸态母合金锭为原料，高铌钛铝合金主要由Ti、Al、Nb等元素组成，母合金成分的原子百分比一般为：(44-49)Ti-(45-46)Al-(6-10)Nb，利用Bridgman定向凝固系统，通过二步定向凝固工艺过程，即利用一次Bridgman定向凝固后的棒料倒转180°后再次装入Bridgman系统，在相同定向凝固条件下进行二次定向凝固，成功制备了定向凝固高铌钛铝合金单晶。该加工工艺简单可靠，无需装配籽晶，适用性强，适合实际工程应用。利用该定向凝固方法制备的高铌钛铝合金单晶具有综合好的高温性能和室温塑性，在高温结构材料，尤其是航空发动机增压涡轮叶片等方面具有广阔的应用前景。

主权项

一种定向凝固高铌钛铝合金单晶的制备方法，其特征在于：所述定向凝固高铌钛铝合金单晶成分的原子百分比为：(44‑49)Ti‑(45‑46)Al‑(6‑10)Nb，制备工艺包括以下步骤：(1).母合金熔炼：用等离子电弧或真空感应凝壳对原子比为(44‑49)Ti‑(45‑46)Al‑(6‑10)Nb成分的原料合金进行熔炼，并浇铸成母合金锭；(2).将铸态母合金锭电火花切割成Φ(3‑50)×(50‑1000)mm的圆柱体料棒，并装入有高纯氩气保护的Bridgman定向凝固系统中进行首次定向凝固，定向凝固过程中控制生长速度为5‑200μm/s，温度梯度为1‑10K/mm；(3).首次定向凝固完成后，取出料棒，并对其表面进行打磨处理，而后将一次定向凝固合金棒倒转180°，再次装入有高纯氩气保护的Bridgman定向凝固系统中进行定向凝固，二次定向凝固过程的生长速度和温度梯度均与首次定向凝固相同；(4).取出二次定向凝固后的高铌钛铝合金，表面再次进行打磨处理，即可得到高铌钛铝合金单晶。