一种粉末冶金制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法

摘要

一种粉末冶金制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法，它涉及一种粉末冶金制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法。本发明的方法为：原材料准备；放电等离子烧结；切割加工；叠放板坯；包套；高温包套轧制；去除包套；本发明获得的复合板材的尺寸为230mm×80mm×1.2mm，室温抗拉强度可达1200MPa，室温塑性为4～5％。700℃抗拉强度可达900MPa，700℃塑性为10～15％。

主权项

一种粉末冶金制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：一、原材料准备：称取粒径为0.5μm～250μm的名义化学成分为Ti‑(40～44.5)Al‑(0.5～10)X‑(0.1～2)Z(at％)的TiAl预合金粉，称取粒径为0.5μm～250μm的纯钛或钛合金预合金粉；其中，X为beta相稳定元素，Z为微合金化元素；所述的名义化学成分为Ti‑(40～44.5)Al‑(0.5～10)X‑(0.1～2)Z(at％)的TiAl预合金粉末是通过惰性气体雾化方法或旋转电极雾化方法制备得到的；所述的纯钛或钛合金预合金粉末是通过惰性气体雾化方法或旋转电极雾化方法制备得到的；二、放电等离子烧结：将步骤一中称取的粒径为0.5μm～250μm的名义化学成分为Ti‑(40～44.5)Al‑(0.5～10)X‑(0.1～2)Z(at％)的TiAl预合金粉末放入石墨容器中，真空脱气，进行放电等离子烧结，得到致密度为95％～100％的TiAl合金板坯；三、将步骤一中称取的粒径为0.5μm～250μm的纯钛或钛合金预合金粉放入石墨容器中，真空脱气，进行放电等离子烧结，得到致密度为95％～100％的纯钛或钛合金板坯；步骤二和步骤三中所述的真空脱气的温度均为室温，真空度均为0.01～1Pa；步骤二和步骤三中所述的放电等离子烧结的升温速率均为10℃/min～200℃/min；步骤二和步骤三中所述的放电等离子烧结的温度均为900℃～1400℃，压力均为5MPa～100MPa，保温时间均为2min～180min，保温后随炉冷却；四、切割加工：将得到的TiAl合金板坯和纯钛或钛合金板坯进行线切割和倒圆角，得到表面光洁度均为Ra6～Ra8、长宽均为(10～200)mm×(10～200)mm且厚度均为0.3～30mm的TiAl合金预制板坯和纯钛或钛合金预制板坯；五、包套：将步骤四中TiAl合金预制板坯和纯钛或钛合金预制板坯进行叠放；叠放方式为：以TiAl合金预制板坯/纯钛或钛合金预制板坯的方式交替叠放TiAl合金预制板坯和纯钛或钛合金预制板坯至2n+1层，得到最终堆叠板坯；其中，n为1～50的整数；最终堆叠板坯的两侧为TiAl合金预制板坯；将最终堆叠板坯置于包套内，再进行焊封；六、高温包套轧制：将步骤五得到的封焊后的包套放入加热炉中，再将加热炉从室温升温至1000℃～1350℃，再在温度为1000℃～1350℃下保温5min～120min，再将包套放置在轧机上，在轧制速率为0.01m/s～2.5m/s、道次变形量为5％～40％、轧制总变形量为30％～90％和道次回炉温度为1000℃～1350℃、保温时间为5min～60min的条件下进行轧制，得到轧件；再将轧件放置在温度为1000℃～1350℃的加热炉中，关掉加热炉的电源，待轧件自然冷却至100℃～600℃，再将轧件从加热炉中取出，自然冷却至室温，得到包有包套的轧件；七、去除包套：采用机械加工方法去除步骤六中得到的包有包套的轧件中的包套，即得TiAl/Ti合金层状复合板材。