一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单B2相Ti2AlNb合金的方法

本发明涉及ti2alnb合金制备方法领域。

背景技术：

1、ti2alnb合金密度低、比强度高、蠕变抗力好，在航空航天领域的应用越来越广泛。传统工艺制备的ti2alnb合金常具有成分偏析、组织不均匀等缺点，且制备所需周期长、效率低。目前，ti2alnb合金并未完全商业化，究其原因是其制备技术仍然不够成熟。

2、ti2alnb合金由三种相组成，b2相，o相和α2相。不同的相组成的ti2alnb合金有着不同的性能。b2相为体心立方晶体结构，是ti2alnb合金的基体相。b2相拥有较多滑移系，因此塑性较好。然而纯b2相的板材由于晶界常有各种微观缺陷而使其强度和塑性不高，影响其后续使用。

技术实现思路

1、本发明要解决目前纯b2相的板材由于晶界常有各种微观缺陷而使其强度和塑性不高，影响其后续使用的技术问题，而提供一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法。

2、一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，该方法按以下步骤进行：

3、一、采用放电等离子烧结方法将ti2alnb预合金粉制备成ti2alnb合金坯料；

4、二、将步骤一获得的ti2alnb合金坯料进行变形处理，然后放入热处理炉中进行保温处理，再立即冷却，获得高强、塑单b2相ti2alnb合金。

5、进一步的，步骤一中控制烧结温度高于b2转变温度48～52℃。

6、进一步的，步骤一中控制烧结时间为20min～30min，烧结压力为50-60mpa

7、进一步的，步骤二将ti2alnb合金坯料切割成方块，放入包套中，再进行变形处理。

8、进一步的，步骤二所述变形处理为轧制或锻造。

9、进一步的，步骤二控制变形处理的变形量为31％-35％。

10、进一步的，步骤二控制热处理炉的温度高于b2相转变点20-50℃。

11、进一步的，步骤二控制保温时间为3～5min。

12、进一步的，步骤二采用水冷或液氮进行冷却。

13、本发明机理：

14、ti2alnb合金中的b2相是合金的基体相。b2相拥有较多滑移系，因此塑性较好。然而单b2相的板材由于晶界常有各种微观缺陷而使其强度和塑性不高，影响后续使用。本发明中，首先利用放电等离子烧结制备单b2相的ti2alnb合金，但此时b2晶粒的晶界处仍然存在大量的缺陷，合金的强度和塑性较低。其次，通过一道次高温变形(锻造/轧制)，可基本消除b2晶粒的境界处存在的缺陷，增强合金的强度和塑性。由于变形过程中板材的温度会降低，因此变形后通过短时间的高温热处理使合金中已经析出的相消除，保持合金处在单b2相的状态。另外，热处理还可使板材中发生一定程度的动态再结晶，起到细化晶粒，提高板材强度的效果。热处理后，立即将合金冷却，使其保持单相b2的状态。此时，可获得单b2相的合金，且合金具有极好的强度和塑性。

15、本发明有益效果：

16、1、在制备合金的过程中仅需一次变形(锻造/轧制)，生产效率高，因此可降低成本。

17、2、合金在经过一次变形后，所需回炉时间很短(3分钟到5分钟)，生产效率高；

18、3、回炉后冷却方法灵活，可使用水冷或者液氮冷却，便于工人操作。

19、本发明用于制备高强、塑单b2相ti2alnb合金。

技术特征：

1.一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

2.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤一中控制烧结温度高于b2相转变温度48～52℃。

3.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤一中控制烧结时间为20min～30min，烧结压力为50-60mpa。

4.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤二将ti2alnb合金坯料切割成方块，放入包套中，再进行变形处理。

5.根据权利要求4所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于所述方块尺寸为30mm×20mm×3mm。

6.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤二所述变形处理为轧制或锻造。

7.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤二控制变形处理的变形量为31％-35％。

8.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤二控制热处理炉的温度高于b2相转变点20-50℃。

9.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤二控制保温时间为3～5min。

10.根据权利要求1所述的一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单b2相ti2alnb合金的方法，其特征在于步骤二采用水冷或液氮进行冷却。

技术总结
一次变形后短时间回炉并快速冷却制备高强、塑单B2相Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金的方法，本发明涉及Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金制备方法领域。本发明要解决目前纯B2相的板材由于晶界常有各种微观缺陷而使其强度和塑性不高，影响其后续使用的技术问题。方法：一、采用放电等离子烧结方法将Ti<subgt;2</subgt;AlNb预合金粉制备成Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金坯料；二、将Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金坯料进行变形处理，然后放入热处理炉中进行保温处理，再立即冷却，获得高强、塑单B2相Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金。本发明在制备合金的过程中仅需一次变形，所需回炉时间很短，生产效率高，因此可降低成本，回炉后冷却方法灵活，可使用水冷或者液氮冷却，便于工人操作。本发明用于制备高强、塑单B2相Ti<subgt;2</subgt;AlNb合金。

技术研发人员：隋小冲,吕万权,林杰,成夙
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24