一种预热压复合及包套热轧制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法

摘要

一种预热压复合及包套热轧制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法，涉及一种制备合金层状复合板材的方法。本发明的目的是要解决现有TiAl合金板材轧制相关的约束条件较多，轧制过程中材料的热应变状态也非常复杂，容易开裂，得到大尺寸、高质量板材非常困难的问题。方法：一、原材料准备；二、切割加工；三、热压复合；四、包套；五、高温包套轧制；六、去除包套，即得到TiAl/Ti合金层状复合板材。本发明适用于制备TiAl/Ti合金层状复合板材。

主权项

一种预热压复合及包套热轧制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法，其特征在于一种预热压复合及包套热轧制备TiAl/Ti合金层状复合板材的方法具体是按以下步骤完成的：一、原材料准备：准备TiAl合金；准备纯钛或钛合金；步骤一中所述TiAl合金的名义化学成分为Ti‑(40～44.5)Al‑(0.5～10)X‑(0.1～2)Z(at％)，其中X为beta相稳定元素，Z为微合金化元素；步骤一中所述的TiAl合金是通过熔铸或高温锻造方法制备的；步骤一中所述的纯钛或钛合金是通过熔铸或高温锻造方法制备的；二、切割加工：对步骤一准备的TiAl合金和纯钛或钛合金进行线切割和倒圆角，得到预制TiAl合金板坯和预制纯钛或钛合金板坯；所述预制TiAl合金板坯的表面光洁度为Ra6～Ra8；所述预制纯钛或钛合金板坯的表面光洁度为Ra6～Ra8；步骤二中所述的预制TiAl合金板坯的长为10mm～500mm，宽为10mm～500mm，厚度为0.3mm～30mm；步骤二中所述的预制纯钛或钛合金板坯的长为10mm～500mm，宽为10mm～500mm，厚度为0.3mm～30mm；三、热压复合：将预制TiAl合金板坯与预制纯钛或钛合金板坯进行叠放；叠放方式为：以预制TiAl合金板坯/预制纯钛或钛合金板坯的方式交替叠放预制TiAl合金板坯和预制纯钛或钛合金板坯至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预制TiAl合金板坯；将最终堆叠板坯置于石墨模具中，在室温及真空度为0.01Pa～1Pa下，将石墨模具真空脱气，然后以升温温度为10℃/min～200℃/min，将真空脱气后的石墨模具升温至1000℃～1300℃，在温度为1000℃～1300℃及压力为1MPa～200MPa下，将石墨模具在热压机上加热加压2min～180min，随炉冷却，得到预轧制复合坯料；四、包套：将步骤三得到的预轧制复合坯料放入包套中，再进行封焊，得到封焊后包有预轧制复合坯料的包套；步骤四中所述的包套为不锈钢包套、纯钛包套或钛合金包套；五、高温包套轧制：将步骤四得到的封焊后包有预轧制复合坯料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，再将温度为1000℃～1350℃封焊后包有预轧制复合坯料的包套放置在轧机上，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℃下，保温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℃的加热炉内，再关掉加热炉的电源，轧件自然冷至100℃～600℃，再将温度为100℃～600℃轧件从加热炉中取出，自然冷却至室温，得到包有预制板坯的包套轧件；六、去除包套：采用机械加工方法去除步骤五中得到的包有预制板坯的包套轧件的包套，得到TiAl/Ti合金层状复合板材。