[发明专利]一种TiAl合金准籽晶的制备方法

摘要

一种TiAl合金准籽晶的制备方法，通过真空水冷铜坩埚感应熔炼炉熔炼并浇铸，得到片层取向一致、且平行于轴向的TiAl合金铸锭；再通过热处理，在热处理中利用快速加热的方法使TiAl合金铸锭中的片层组织取向保持稳定，从而得到能够用于控制定向凝固过程中片层取向的准籽晶。本发明能使初生相为β相的合金也能够得到取向方向一致、且平行于铸锭轴向的片层组织，并且该籽晶的片层组织在快速加热的条件下能够实现控制片层组织的取向。

主权项

一种TiAl合金准籽晶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步，配料：根据质量分数和原子分数的关系，配制不同原子分数的TiAl合金，并采用真空水冷铜坩埚感应熔炼炉对籽晶材料进行熔炼，以减少TiAl合金与坩埚材料的接触；所述TiAl合金的成分包括Ti‑48Al‑2Nb‑2Cr、Ti‑48Al‑6Nb‑1Cr、Ti‑44Al‑6Nb‑2V‑1Cr、Ti‑46Al‑1.5Mo‑0.2Cr、Ti‑46Al‑1.5Mo‑0.8Si、Ti‑46.5Al‑0.5Si‑3Ta、Ti‑47Al、Ti‑47Al‑2Nb‑2Cr、Ti‑47Al‑0.5W‑0.5Si、Ti‑47Al‑2W‑0.5Si、Ti‑47Al‑1Nb‑0.3Si‑0.2Cr、Ti‑47.5Al‑6Nb‑2Ta‑0.5Si、Ti‑47.5Al‑0.5Re、Ti‑48Al、Ti‑48Al‑2Nb、Ti‑48Al‑6Nb、Ti‑48Al‑2Cr‑2Ta、Ti‑48Al‑2Nb‑2Mn、Ti‑48Al‑2Cr‑1Mo、Ti‑48Al‑2Nb‑1Mo、Ti‑49Al和Ti‑49Al‑7Nb；所述各TiAl合金成分的比例为原子比；第二步，熔炼和浇注：所述熔炼过程包括两次熔炼，得到成分混合均匀的TiAl合金熔体；将得到的成分混合均匀的TiAl合金熔体在1650℃的温度下将熔体浇入铸模中，使合金在凝固过程中以α相析出并沿径向生长，从而得到一个TiAl合金铸锭，且该铸锭中的片层组织取向一致且平行于铸锭轴向；第三步，制备试样：采用线切割方法沿所述合金铸锭的轴向切割成TiAl合金试样；第四步，热处理：将得到的TiAl合金试样置入真空炉中，从室温开始以20℃/min的速度加热至900℃，并保温10min；以55～275℃/min的速率升温至1450℃；保温0～30min后将试样以30～500℃/min速度冷却到室温，最终得到能够制备TiAl合金定向全片层组织的TiAl合金准籽晶。