029]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】五至八之一不同的是步骤三中以12kff/min速率将熔炼功率升至88kW后停止增加功率。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0030]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】五至九之一不同的步骤三中在恒定功率下熔炼压块350s是。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0031 ] 采用下述实验验证本发明效果:
[0032]实验一 =Ti2AlC颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法按照以下步骤进行:
[0033]一、按照原子数百分含量称取 Ti47.5at.%, A148at.%、Cr2at.%, Nb2at.%,TiC0.5at.%的海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金、电解铬和TiC粉末；
[0034]二、将步骤一称取得原料通过金属压块机进行压块成型，得到压块，压块时自下而上各层分别为海绵钛层、高纯铝层、铝铌中间合金层、电解铬层、TiC层和海绵钛层；
[0035]三、将得到的压块放入到水冷铜坩祸感应熔炼炉中，熔炼前将金属铸型预热至350°C，将水冷铜坩祸真空感应熔炼炉抽真空至1.8 X 10 3mbar，以10kW/min速率将熔炼功率升至85kW后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼压块300s，得熔体；
[0036]四、将熔体浇铸到预热后的金属铸型中，形成Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物铸锭，铸锭尺寸为Φ 50 X 60mm，并随炉冷却。
[0037]从铸锭上切取1X 1X 1mm试样，扫描试样经金相砂纸从60目磨到2000目，再用电解抛光机精抛；利用扫描电子显微镜进行分析发现，铸锭组织为细小全片层组织，Ti2AlC颗粒在组织中均匀分布，层片团平均尺寸为100 μ m，见图1。
[0038]实验二:Ti2AlC颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法按照以下步骤进行:
[0039]一、按照原子数百分含量称取 Ti48at.A147at.Cr2at.Nb2at.%、TiClat.%的海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金、电解铬和TiC粉末；
[0040]二、将步骤一称取得原料通过金属压块机进行压块成型，得到压块，压块时自下而上各层分别为海绵钛层、高纯铝层、铝铌中间合金层、电解铬层、TiC层和海绵钛层；
[0041]三、将得到的压块放入到水冷铜坩祸感应熔炼炉中，熔炼前将金属铸型预热至400°C，将水冷铜坩祸真空感应熔炼炉抽真空至2.0X 10 3mbar，以10kW/min速率将熔炼功率升至90kW后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼压块360s，得熔体；
[0042]四、将熔体浇铸到预热后的金属铸型中，形成Ti2AlC颗粒细化γ -TiAl金属间化合物铸锭，并随炉冷却。
[0043]采用电火花线切割方法从铸锭上切取1X 1X 1mm试样，扫描试样经金相砂纸从60目磨到2000目，再用电解抛光机精抛；透射样品为0.5mm的薄片，用砂纸磨到60 μ m厚，再采用双喷减薄技术制备。利用透射电子显微镜进行分析发现，合金层片间距均匀细小，平均层片间距为300nm，见图2。通过对碳化物进行透射电镜分析发现，本合金中碳化物为H型碳化物，名义成分为Ti2AlC,见图3和图4。
【主权项】
1.Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物材料，其特征在于所述Ti2AlC颗粒细化T-TiAl金属间化合物材料按照原子数百分含量由46%?48%的Al、2%的Nb、2%的Cr、0.5?1%的TiC和余量的Ti组成。2.根据权利要求1所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料，其特征在于所述Ti2AlC颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料按照原子数百分含量由47 %的Al、2%的Nb、2%的Cr、0.6%的TiC和余量的Ti组成。3.根据权利要求1所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料，其特征在于所述Ti2AlC颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料按照原子数百分含量由46 %的Al、2%的Nb、2%的Cr、0.7%的TiC和余量的Ti组成。4.根据权利要求1所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料，其特征在于所述Ti2AlC颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料按照原子数百分含量由48 %的Al、2%的Nb、2%的Cr、0.8%的TiC和余量的Ti组成。5.权利要求1所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法，其特征在于Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物材料的制备方法按照以下步骤进行: 一、按照原子数百分含量称取46%?48 %的Al、2 %的Nb、2 %的Cr、0.5?I %的TiC和余量的Ti的比例海绵钛、高纯铝、铝铌中间合金、电解铬和TiC粉末； 二、将步骤一称取得原料通过金属压块机进行压块成型，得到压块，压块时自下而上各层分别为海绵钛层、高纯铝层、铝铌中间合金层、电解铬层、TiC层和海绵钛层； 三、将得到的压块放入到水冷铜坩祸感应熔炼炉中，熔炼前将金属铸型预热至300?400°C，将水冷铜坩祸真空感应熔炼炉抽真空至1.0?3.0X 10 mbar,以10?15kW/min速率将熔炼功率升至85?90kW后停止增加功率，然后在恒定功率下熔炼压块300?360s，得熔体； 四、将熔体浇铸到预热后的金属铸型中，形成Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物铸锭，并随炉冷却。6.根据权利要求5所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法，其特征在于步骤一中按照原子数百分含量称取47 %的Al、2 %的Nb、2 %的Cr、0.6 %的TiC和余量的Ti。7.根据权利要求5所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法，其特征在于步骤三中熔炼前将金属铸型预热至350°C。8.根据权利要求5所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法，其特征在于步骤三中将水冷铜坩祸真空感应熔炼炉抽真空至2.0X 10 3mbar。9.根据权利要求5所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法，其特征在于步骤三中以12kW/min速率将熔炼功率升至88kW后停止增加功率。10.根据权利要求5所述Ti2A1C颗粒细化γ -TiAl金属间化合物材料的制备方法，其特征在于步骤三中在恒定功率下熔炼压块350s。
【专利摘要】Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物材料及其制备方法，它涉及一种金属间化合物材料及其制备方法。本发明是为了解决单质硼在熔炼过程中与TiAl合金熔体发生剧烈的放热反应，导致铸锭或铸件中存在大量的气孔，且其成本昂贵的技术问题。Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物材料由Al、Nb、Cr、TiC和余量的Ti组成。制备方法：一、称取原料；二、制备压块；三、制备熔体；四、将熔体浇铸到预热后的金属铸型中，形成Ti2AlC颗粒细化γ-TiAl金属间化合物铸锭，并随炉冷却。本发明得到的γ-TiAl金属间化合物材料显微组织非常细小，层片团尺寸100μm左右，形成的Ti2AlC相在组织中均匀分布。细小均匀、无明显偏析的组织有利于改善合金的综合性能。本发明属于金属间化合物材料的制备领域。
【IPC分类】C22C1/03, C22C32/00, C22C14/00
【公开号】CN105039783
【申请号】CN201510534619
【发明人】陈玉勇, 田竟, 韩建超, 肖树龙, 徐丽娟, 贾燚, 曹守臻
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月27日