[发明专利]一种Ti2

说明书

本发明涉及Ti₂AlNb基合金技术领域，尤其是涉及一种Ti₂AlNb基合金棒材及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤：(A)将Ti₂AlNb基合金铸锭在1160～1200℃进行均匀化热处理得到铸锭坯料；(B)在1130～1170℃保温处理，然后进行挤压拔长得到一次棒坯；(C)将一次棒坯在1020～1060℃保温处理，然后随炉冷却至500℃以下出炉；(D)然后在960～980℃保温处理，然后进行挤压拔长得到二次棒坯；(E)将二次棒坯进行固溶热处理和时效热处理，得到Ti₂AlNb基合金棒材。该方法提高了Ti₂AlNb基合金棒材的拉伸强度、延伸率和组织均匀性。

技术领域

本发明涉及Ti₂AlNb基合金技术领域，尤其是涉及一种Ti₂AlNb 基合金棒材及其制备方法和应用。

背景技术

Ti₂AlNb基合金属于Ti-Al系金属间化合物材料，它综合了Ti₃Al 与TiAl的性能优点，具有较好的室温塑韧性，高的比强度，良好的蠕变抗力与抗氧化性能，同时兼具较好的高温成形能力，是一种极具潜力的轻质耐高温结构材料，有望替代传统的镍基高温合金成为航空航天发动机热端部件的重要选材，对于提高发动机的推重比，增加耐温等级具有重要作用。其中，航空、航天发动机用叶片锻件是其主要的应用之一，然而，叶片在使用过程中主要受离心力的作用，对沿着叶身方向的强塑性要求较高。因此，如何制备出满足发动机叶片工况使用的具备单方向高强度和高延伸率匹配的叶片用棒材是目前的技术难点。

传统的棒材制备工艺均是采用铸锭开坯、多火次镦拔锻造和最终性能调控热处理。Ti₂AlNb基合金作为一种金属间化合物材料，变形抗力大、工艺塑性不足与裂纹敏感性高，镦拔锻造过程中组织均匀性控制难度大，且Ti₂AlNb合金有较强的组织遗传性，受棒材组织均匀性波动的影响，传统工艺制备的锻件其性能稳定性一直无法充分保证，影响了合金的使用性能和产品构件的寿命。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种Ti₂AlNb基合金棒材的制备方法，提高了Ti₂AlNb基合金棒材在单方向上的抗拉强度和延伸率，同时兼顾保证其他综合力学性能满足使用要求。

本发明的第二目的在于提供一种Ti₂AlNb基合金棒材，具有良好的组织均匀性，室温抗拉强度≥1250MPa，室温延伸率≥15％。

本发明的第三目的在于提供上述Ti₂AlNb基合金棒材在航空航天设备中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种Ti₂AlNb基合金棒材的制备方法，包括如下步骤：

(A)将Ti₂AlNb基合金铸锭在1160～1200℃进行均匀化热处理得到铸锭坯料；

(B)将所述铸锭坯料在1130～1170℃保温处理，然后进行挤压拔长得到一次棒坯；

(C)将所述一次棒坯在1020～1060℃保温处理，然后随炉冷却至500℃以下出炉；

(D)将步骤(C)处理后的所述一次棒坯在960～980℃保温处理，然后进行挤压拔长得到二次棒坯；

(E)将所述二次棒坯在970～1000℃进行固溶热处理后，在 780～820℃进行时效热处理，得到Ti₂AlNb基合金棒材。