【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高温结构材料热加工制备，具体涉及一种ti2alnb合金多级梯度结构的定向热处理方法。
技术介绍
1、基于金属键与共价键的共同作用下，ti-al系金属间化合物(如gamma-tial、alpha-ti3al合金等)表现出了良好的抗氧化性、抗蠕变性能以及优异的高温强度等优点，从而逐渐成为了高温结构材料研究的热点。但是其室温脆性问题成为了制约其发展的重要瓶颈。基于此，人们将目光更多的关注于ti2alnb合金，其在室温下具备更为优异的延展性和可加工性，广泛的应用于航空航天领域，特别适用于制造航天航空发动机的热端零件，如发动机叶片、涡轮盘等。
2、金属材料的性能与其内部的显微组织密切相关。对于ti2alnb合金来说，其内部主要由b2、α2、o相组成。调控ti2alnb合金的性能实际上就是调控其内部的相结构。同样，ti2alnb合金内部的显微组织对热处理制度的变化很敏感。如2017年h.z.zhao等人在《materials science and engineering:a》期刊679卷发表的《tensile behavior of ti-22al-24nb-0.5mo in the range 25–650℃》论文中采用α2+b2双相区的固溶热后快冷的热处理方式获得ti2alnb合金中典型的等轴组织形貌特征。再如2017年y.p.zheng等人在《journal of alloys and compounds》期刊709卷发表的《fracture toughness of thebimodal size lam
3、目前，针对ti2alnb合金的热加工制备方案都采用了均匀、恒定的热环境氛围，得到的组织形貌、尺度较为均匀。但是只适用于制备晶粒形貌相对单一，尺度相对统一的均匀组织，其潜力的挖掘已达到了瓶颈。无法适配于复杂组织形貌的制备工作，如异质结构。
4、定向感应加热技术，是一种新型的热处理技术，其利用交变磁场使金属内部产生涡流，制造热区，通过控制热区的移动，诱导晶界迁移，以此来调控金属材料的组织。最早见于fe基、ni基合金单晶的制备工作。目前，这项技术还未应用到ti2alnb合金中，也为ti2alnb合金组织的多样性、非均匀性提供了更多的契机。
5、综上所述，本专利技术在定向感应加热技术的基础上提出创新，希望开发出一种适用于ti2alnb合金的异质结构的定向热处理方法。目前，还未有ti2alnb合金基于定向感应热处理的相关报道。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种ti2alnb合金多级梯度结构的定向热处理方法。
2、本专利技术采用下述的技术方案：
3、步骤1：确定预处理样品的化学成分及原子百分比；
4、步骤2：确定预处理ti2alnb基合金相变点，并于中心位置标记为热区的起始点a0；
5、所述中心位置为定向感应加热装置所在平面与样品相切的位置，所述热区为样品受温度辐射影响的区域；
6、步骤3：梯度控温定向感应热处理，具体过程如下：
7、步骤3.1：设预定样品的中心热区移动总位移为h，所述中心热区为温度最高点所在的区域，预定样品直径为d，热区温度为tn，n为整数，升温次数>2；tn>tβ，tβ为相转变温度；tn>tn-1+20～25℃，温度梯度为tn+1-tn；设样品的点依次分别为a1、a2……an、an+1，a1、a2……an、an+1依次对应，t1、t2……tn、tn+1；
8、步骤3.2：降温阶段：使样品缓慢冷却至室温。
9、进一步的，所述步骤1中，所述ti2alnb基合金化学成分及原子百分比al元素：20％-25％，nb元素：22％-27％，余量为ti。
10、进一步的，所述步骤2中，所述检测相变点为α2+β/b2相区和β/b2相区的相转变温度tβ。
11、进一步的，所述步骤3.1，将预处理样品升温至tn，保温t分钟，其中t>1；保温结束后，样品中心热区以v的速度从点an向点an+1移动，移动距离为s，中心热区到达an+1后停止移动。
12、进一步的，v<15μm/s，d/2<s<h/3。
13、进一步的，所述步骤3.2中，所述样品冷却速率<10℃/min。
14、进一步的，所述热处理过程在真空环境中进行。
15、本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术首次提出了控温定向感应加热手段，通过控制温度变量的方式，实现了对b2相在不同区域晶粒尺寸的梯度控制，开发了ti2alnb合金基于b2晶粒尺寸的梯度异质结构。制备工艺简单，操作弹性大，工艺稳定。所需的预处理设备成本低，占地面积小，工程操作简单。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种Ti2AlNb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种Ti2AlNb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，所述步骤1，所述Ti2AlNb基合金化学成分及原子百分比Al元素：20％-25％，Nb元素：22％-27％，余量为Ti。
3.根据权利要求1所述一种Ti2AlNb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，所述步骤2，所述检测相变点为α2+β/B2相区和β/B2相区的相转变温度Tβ。
4.根据权利要求1所述一种基于多尺度O相异质结构的定向热处理方法，其特征在于，所述步骤3.1，升温阶段具体方法如下：将预处理样品升温至Tn，保温t分钟，其中t>1；保温结束后，样品中心热区以v的速度从点an向点an+1移动，移动距离为s，中心热区到达an+1后停止移动。
5.根据权利要求4所述一种Ti2AlNb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，v<15μm/s，d/2<s<h/3。
6.根据权利要求1所述一种Ti2AlNb合金多级梯度结
7.根据权利要求1所述一种Ti2AlNb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，所述热处理过程在真空环境中进行。
...【技术特征摘要】
1.一种ti2alnb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种ti2alnb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，所述步骤1，所述ti2alnb基合金化学成分及原子百分比al元素：20％-25％，nb元素：22％-27％，余量为ti。
3.根据权利要求1所述一种ti2alnb合金多级梯度结构的定向热处理方法，其特征在于，所述步骤2，所述检测相变点为α2+β/b2相区和β/b2相区的相转变温度tβ。
4.根据权利要求1所述一种基于多尺度o相异质结构的定向热处理方法，其特征在于，所述步骤3.1，升温阶段具体方法如下...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨劼人，刘泽栋，刘颖，金娜，叶金文，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。