[发明专利]一种高温高强TiAl-Nb单晶及其制备方法

权利要求书

1.一种高温高强TiAl-Nb单晶，其特征在于，按原子百分比计，合金成分为：Ti-(43～47)Al-(6～10)Nb-(0.1～1)(C、Si)，其余为Ti。

2.如权利要求1所述的高温高强TiAl-Nb单晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按合金原子百分比称重原材料，惰性气氛保护下，采用电磁感应悬浮熔炼法反复熔炼纽扣状TiAl-Nb母合金铸锭；

(2)采用差压吸铸或者重力铸造制备TiAl-Nb圆棒试样，并作为籽晶棒和送料棒；

(3)采用光学浮区晶体生长系统对TiAl-Nb圆棒试样进行定向凝固，下端为长度在20-30mm的籽晶棒，上端为长度小于190mm的送料棒，并对送料棒进行缩颈选晶处理；定向凝固时首先将送料棒与籽晶棒同轴且垂直于水平面设置，送料棒与籽晶棒间隔1-3mm，且该间隔位于四个灯丝聚焦中心处；通入流量在3～5L/min的惰性气体进行保护，并调节籽晶棒和送料棒以相反方向旋转，转速为20～40r/min，在6-12min之内将功率均匀升至65-70％加热熔化合金；调整送料棒与籽晶棒相互接触，保温5-10min后当浮区稳定时，调节生长速率为5～30mm/h，开始进行定向凝固，凝固结束后缓慢降低功率，同时并将已凝固试样与剩余送料棒试样进行缓慢分离；

(4)将TiAl-Nb单晶合金进行去偏析真空热处理。

3.如权利要求2所述的高温高强TiAl-Nb单晶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，熔炼次数不少于4次。

4.如权利要求2所述的高温高强TiAl-Nb单晶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，差压吸铸时，压强差保持在3MPa，重力铸造时，保护气体压强在三分之二的标准大气压；所制备的母合金圆棒试样尺寸为Φ(4～8)mm。

5.如权利要求2所述的高温高强TiAl-Nb单晶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，惰性气体为氩气或者氮气。

6.如权利要求2所述的高温高强TiAl-Nb单晶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，对单晶棒进行工艺为“1250℃×24h+900℃×30min+空冷”的去偏析真空热处理。