一种定向凝固高铌钛铝基合金的制备方法

摘要

一种定向凝固高铌钛铝基合金的制备方法，属于金属材料制备领域。高铌钛铝基合金由Ti、Al、Nb、W、Mn、C、B、Y组成，其原子百分比为：(43-49)Ti-(45-46)Al-(6-9)Nb-(0-0.5)(W、Mn)-(0-0.5)(C、B)-(0-0.5)Y，采用等离子电弧或真空悬浮熔炼的铸态母合金棒为原料，以氧化钇为主要成份涂层后的高纯氧化铝陶瓷管为坩埚，以Ga-In-Sn合金液为冷却液，利用改进后的区熔与定向凝固系统，成功制备了定向凝固高铌钛铝基合金。该加工工艺简单可靠，定向凝固效果显著，具有普遍适用性。利用该定向凝固方法制备的高铌钛铝基合金具有综合好的高温性能和室温塑性，在高温结构材料方面具有广阔的应用前景。

主权项

一种定向凝固高铌钛铝基合金的制备方法，其特征在于合金成分原子百分比为：(45‑49)Ti‑(45‑46)Al‑(6‑9)Nb‑(0‑0.5)(W、Mn)‑(0‑0.5)(C、B)‑(0‑0.5)Y，生产工艺为：(1)母合金熔炼：用等离子电弧或真空感应悬浮炉进行熔炼，并浇铸成锭；(2)制备内壁涂层的高纯氧化铝陶瓷坩埚，氧化铝坩埚尺寸为：Φ(7‑25)×120mm，涂层组成成份的体积百分比为：(87‑93)％氧化钇+(2‑3)％磷酸钠+(5‑10)％膨润土；(3)将铸态母合金原料线切割成圆柱体Φ(6‑20)×100mm试样，放入上述坩埚并将其装入改进后的区熔与定向凝固系统，抽真空至3×10‑3Pa，再往系统内充入高纯氩气至380Pa，打开系统电源进行加热，直至超过合金熔点20‑500K为止，即1930K‑2410K，加热速度为15‑20K/分钟，到温后保温15‑30分钟使合金充分熔化均匀；(4)开始定向凝固，通过区域与定向凝固系统上的PLC面板控制定向凝固速度为1‑100μm/s；(5)定向凝固完成后，通入空气，取出坩埚并轻轻将外层陶瓷敲碎，取出试样并将其表面打磨抛光即得到定向凝固高铌钛铝基合金。