[发明专利]一种高温性能优异的硼微合金化高温钛合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高温性能优异的硼微合金化高温钛合金，其特征在于：以传统Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α型高温钛合金为基体，通过引入微量元素硼，制备含硼高温钛合金，含硼合金质量百分比组份Al：6-7％，Sn：2-3％，Zr：8-10％，Mo：0.4-1.0％，Nb：0.5％-1.2％，W：0.5％-1.2％，Si：0.2％-0.4％，B：0.08％-0.2％余量为Ti。

2.权利要求1所述的一种高温性能优异的硼微合金化高温钛合金的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)合金原材料的称取：首先按合金名义成分进行配料计算，计算出铸锭所需各元素含量；之后分别称取既定量的海绵钛、高纯铝锭、海绵锆、高纯硅、高纯硼粉、Ti-Sn中间合金、Al-Mo中间合金、Al-W中间合金、Al-Nb中间合金作为合金熔炼用原材料；

(2)熔炼：将步骤(1)中称取的原材料放入水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉中进行熔炼，为确保合金成分的准确性和均匀性，铸锭反复重熔三遍；熔炼功率控制在160-180KW，待料全部熔化后熔体静置悬浮60-100s，随后自然冷却，第三次重熔后进行浇注，获得含硼合金铸锭；

(3)多向近等温锻造：对步骤(2)得到的铸锭进行多向近等温锻造，为避免锻造前保温过程中合金铸锭的过分氧化，锻造保温前需对其表面进行防氧化涂覆处理；锻前保温60min，初始锻造温度为980℃，总变形量＞70％，锻后空冷至室温；

(4)淬火时效热处理：对步骤(3)锻态含硼合金进行1010℃/1h/WQ+700℃/4h/AC固溶时效处理。

3.权利要求1所述合金高温性能优异的的机制研究方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)合金原材料的称取：首先按合金名义成分进行配料计算，计算出铸锭所需各元素含量；之后分别称取既定量的海绵钛、高纯铝锭、海绵锆、高纯硅、高纯硼粉、Ti-Sn中间合金、Al-Mo中间合金、Al-W中间合金、Al-Nb中间合金作为合金熔炼用原材料。

(2)熔炼：将步骤(1)中称取的原材料放入水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼炉中进行熔炼，为确保合金成分的准确性和均匀性，铸锭反复重熔三遍；熔炼功率控制在160-180KW，待料全部熔化后熔体静置悬浮60-100s，随后自然冷却，第三次重熔后进行浇注，获得基体合金和含硼合金铸锭；

(3)多向近等温锻造：对步骤(2)得到的铸锭进行多向近等温锻造，为避免锻造前保温过程中合金铸锭的过分氧化，锻造保温前需对其表面进行防氧化涂覆处理。锻前保温60min，初始锻造温度为980℃，总变形量＞70％，锻后空冷至室温，采用机械加工方法去除表面防氧化涂料后进行后续显微组织观察和力学性能测试；

(4)淬火时效热处理：对步骤(3)锻态基体合金进行970℃/1h/WQ+700℃/4h/AC固溶时效处理，对步骤(3)锻态含硼合金进行1010℃/1h/WQ+700℃/4h/AC固溶时效处理，然后进行比较。