Ti2AlNb合金板材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及Ti2AlNb合金加工技术领域，尤其是涉及一种Ti2AlNb合金板材及其制备方法和应用。Ti2AlNb合金板材的制备方法，包括如下步骤：(a)采用Ti2AlNb预合金粉末通过热等静压方式制备Ti2AlNb合金板坯；(b)轧制得到板材；轧制温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内；(c)保温处理后冷却；保温处理的温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内。本发明专利技术采用Ti2AlNb预合金粉末热等静压制坯+轧制工艺，并配合一定参数条件，能够制备组织均匀细小的板材，解决了常规工艺制备的板材存在组织不均匀以及晶粒尺寸粗大等问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
Ti2AlNb合金板材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及Ti2AlNb合金加工
，尤其是涉及一种Ti2AlNb合金板材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]Ti2AlNb合金具有密度低、热膨胀系数小、阻燃性能好、比强度高、断裂韧性高、高温抗蠕变性能好等优点，可在600～750℃长时使用或在更高温度短时间应用的结构材料，尤其是在航空航天结构材料方面表现出非常大的应用潜力，对于提高飞行器的推重比、提高燃油效率以及高温服役性能等方面都具有重要意义。
[0003]目前Ti2AlNb合金板材多采用铸锭+变形的方案制备。由于Ti2AlNb合金的热导率比较低，熔池的降温速率比较慢，导致铸锭的晶粒尺寸粗大，塑性低。为防止锻造时开裂，一般在较高温度锻造，在较高温度锻造导致晶粒难以细化，而细化晶粒，需要在较低温度锻造。这导致在选择同一锻造温度时很难满足防止开裂和细化晶粒的双重目的。因此在实际生产过程中多采用逐次降温锻造工艺，即为防止开裂，先在高温锻造，增加材料的塑性，然后锻造温度逐次降低，以细化晶粒。该工艺导致锻造火次增加，而相邻两火次锻造时多需要修磨，这即降低了材料利用率，又增加了生产周期和成本。此外，该工艺制备的板坯晶粒尺寸相对粗大，且在锻造过程中形成的大尺寸等轴α2相在后续低温轧制过程中很难消除，最终在轧制过程中被拉长，以条带状分布于板材中。导致板材的组织不均匀，引起性能散差，难以满足航空航天薄壁复杂结构件的需求。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供Ti2AlNb合金板材的制备方法，以解决现有技术中存在的制备得到的板材晶粒尺寸粗大、组织不均匀等造成的难以满足航空航天薄壁复杂结构件的需求的技术问题。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供Ti2AlNb合金板材。
[0007]本专利技术的又一目的在于提供Ti2AlNb合金板材在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009]Ti2AlNb合金板材的制备方法，包括如下步骤：
[0010](a)采用Ti2AlNb预合金粉末通过热等静压方式制备Ti2AlNb合金板坯；
[0011](b)将所述Ti2AlNb合金板坯进行轧制得到板材；轧制温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内；
[0012](c)将所述板材进行保温处理后冷却；所述保温处理的温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内。
[0013]本专利技术的Ti2AlNb合金板材的制备方法，采用Ti2AlNb预合金粉末热等静压制坯+
轧制工艺，并配合一定参数条件，能够制备组织均匀细小的板材，解决了常规工艺(铸锭+变形)制备的板材存在组织不均匀以及晶粒尺寸粗大等问题。
[0014]在本专利技术的具体实施方式中，所述Ti2AlNb预合金粉末的粒径≤250μm。
[0015]在本专利技术的具体实施方式中，所述热等静压中，温度在Ti2AlNb合金的α2+B2两相区或B2单相区范围内，压力≥100MPa，保温时间≥1h。
[0016]在本专利技术的具体实施方式中，所述热等静压的温度为980～1200℃。
[0017]在本专利技术的具体实施方式中，所述热等静压制备的Ti2AlNb合金板坯中的晶粒尺寸为50～150μm。
[0018]在本专利技术的具体实施方式中，所述轧制温度为800～970℃。进一步的，所述轧制包括：将所述Ti2AlNb合金板坯于所述轧制温度保温处理后，进行轧制；所述保温处理的时间为0.7～0.9min/mm或60～120min。
[0019]在本专利技术的具体实施方式中，所述轧制中，终轧温度大于750℃。进一步的，每火次轧制后进行回炉补温，补温的时间为0.3～0.5min/mm或30～90min。
[0020]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(c)中，所述保温处理的温度为800～970℃，所述保温处理的时间为1～6h。
[0021]在本专利技术的具体实施方式中，步骤(c)中，所述冷却包括空冷或炉冷。
[0022]本专利技术还提供了采用上述任意一种制备方法制备得到的Ti2AlNb合金板材。
[0023]在本专利技术的具体实施方式中，所述Ti2AlNb合金板材中，包括O+B2两相。进一步的，等轴O相均匀分布，平均晶粒尺寸＜5μm。
[0024]本专利技术还提供了上述任意一种所述Ti2AlNb合金板材在制备航空航天薄壁复杂结构件中的应用。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]本专利技术采用Ti2AlNb预合金粉末在α2+B2两相区上限区域或B2单相区热等静压制备组织均匀的合金坯料，进一步通过在O+B2两相区或α2+O+B2三相区轧制以及退火处理制备出组织均匀性高的Ti2AlNb合金板材；得到的Ti2AlNb合金板材组织均匀性好，晶粒尺寸细小，有利于航空航天薄壁复杂构件的成型。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的热等静压制备的Ti2AlNb合金板坯的显微组织；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的轧制得到的板材的显微组织；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的板材退火后的显微组织；
[0031]图4为现有常规工艺制备的Ti2AlNb合金板材的显微组织。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但
是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0033]Ti2AlNb合金板材的制备方法，包括如下步骤：
[0034](a)采用Ti2AlNb预合金粉末通过热等静压方式制备Ti2AlNb合金板坯；
[0035](b)将所述Ti2AlNb合金板坯进行轧制得到板材；轧制温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内；
[0036](c)将所述板材进行保温处理后冷却；所述保温处理的温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内。
[0037]本专利技术的Ti2AlNb合金板材的制备方法，采用Ti2AlNb预合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Ti2AlNb合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)采用Ti2AlNb预合金粉末通过热等静压方式制备Ti2AlNb合金板坯；(b)将所述Ti2AlNb合金板坯进行轧制得到板材；轧制温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内；(c)将所述板材进行保温处理后冷却；所述保温处理的温度在Ti2AlNb合金的O+B2两相区或α2+O+B2三相区范围内。2.根据权利要求1所述的Ti2AlNb合金板材的制备方法，其特征在于，所述Ti2AlNb预合金粉末的粒径≤250μm；和/或，所述热等静压中，温度在Ti2AlNb合金的α2+B2两相区或B2单相区范围内，压力≥100MPa，保温时间≥1h。3.根据权利要求1所述的Ti2AlNb合金板材的制备方法，其特征在于，所述热等静压的温度为980～1200℃；优选的，所述热等静压的温度为1060～1200℃。4.根据权利要求3所述的Ti2AlNb合金板材的制备方法，其特征在于，所述热等静压制备的Ti2AlNb合金板坯中的晶粒尺寸为50～150μm。5.根据权利要求1所述的Ti2AlNb...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪泽，史晓强，梁晓波，张建伟，马雄，张熹雯，石雨非，程云君，王红卫，骆晨，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：