[发明专利]一种周期性错位通孔钛合金层强韧化TiAl基合金板材及其制备方法

权利要求书

1.一种周期性错位通孔钛合金层强韧化TiAl基合金板材，其特征在于，包括依次层叠排列的TiAl基合金层和错位通孔钛合金层；所述错位通孔钛合金层中设置有贯通结构，所述贯通结构的两个开口分别位于钛合金层的上下表面，所述贯通结构的错位开口位置处于相邻钛合金层中每四个通孔所构成的四边形的中心位置，所述贯通结构中填充有TiAl基合金，所述钛合金层相邻两侧的TiAl基合金层通过贯通结构中的TiAl基合金连接，所述TiAl基合金层和钛合金层之间、贯通结构中的TiAl基合金和钛合金之间通过Ti₃Al界面层连接；所述TiAl基合金的成分均匀；

所述周期性错位通孔钛合金层强韧化TiAl基合金板材的具体制备方法如下：

(1)将Φ50mm、厚度为0.3mm的TC4钛合金Ti-6Al-4V薄板孔分布设计结构，采用钻孔机进行打孔，形成长为1～5mm、宽为0.2～1mm的圆孔贯通结构，贯通结构之间间隔为3.5～7.5mm，然后用10wt％HF溶液酸洗去除表面氧化膜，再用蒸馏水清洗，随后用丙酮冲洗，在真空度0.05Pa，温度30℃下进行真空干燥处理30min；

(2)按照52Ti-48Alat％称量粉体，用球磨机湿法球磨，球料比4:1，转速350r/min，球磨40min，球磨助剂为带正电荷的十六烷基三甲基溴化铵活性剂和酒精溶液，混合前用超声波搅拌，频率为40kHz，混合完毕后真空干燥，真空度为0.1Pa，干燥的温度为30℃，干燥的时间为50min，然后过200目筛备用；

(3)将处理好的钛合金薄板与52Ti-48Alat％混合粉逐层堆叠在石墨模具内，堆叠过程保证形成错位层叠方式，即每层贯通结构的错位开口位置正好处于相邻钛合金层中每四个通孔所构成的四边形的中心位置，设计了9层钛合金箔，采用放电等离子烧结系统进行样品制备，烧结工艺为：以50℃/min的升温速率从室温升至900℃，随后125℃/min的升温速率升温至1150℃，最后在1150℃保温10min，成形压力为2.5t，随炉自然冷却即得周期性错位通孔钛合金层强韧化TiAl基合金板材，样品总厚度控制在6mm。

2.权利要求1所述周期性错位通孔钛合金层强韧化TiAl基合金板材的制备方法，其特征在于，为以下步骤：

(1)将Φ50mm、厚度为0.3mm的TC4钛合金Ti-6Al-4V薄板孔分布设计结构，采用钻孔机进行打孔，形成长为1～5mm、宽为0.2～1mm的圆孔贯通结构，贯通结构之间间隔为3.5～7.5mm，然后用10wt％HF溶液酸洗去除表面氧化膜，再用蒸馏水清洗，随后用丙酮冲洗，在真空度0.05Pa，温度30℃下进行真空干燥处理30min；

(2)按照52Ti-48Alat％称量粉体，用球磨机湿法球磨，球料比4:1，转速350r/min，球磨40min，球磨助剂为带正电荷的十六烷基三甲基溴化铵活性剂和酒精溶液，混合前用超声波搅拌，频率为40kHz，混合完毕后真空干燥，真空度为0.1Pa，干燥的温度为30℃，干燥的时间为50min，然后过200目筛备用；

(3)将处理好的钛合金薄板与52Ti-48Alat％混合粉逐层堆叠在石墨模具内，堆叠过程保证形成错位层叠方式，即每层贯通结构的错位开口位置正好处于相邻钛合金层中每四个通孔所构成的四边形的中心位置，设计了9层钛合金箔，采用放电等离子烧结系统进行样品制备，烧结工艺为：以50℃/min的升温速率从室温升至900℃，随后125℃/min的升温速率升温至1150℃，最后在1150℃保温10min，成形压力为2.5t，随炉自然冷却即得周期性错位通孔钛合金层强韧化TiAl基合金板材，样品总厚度控制在6mm。