【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料，尤其涉及一种hcp型钛基多主元复合材料。
技术介绍
1、在航空发动机材料领域，镍基高温合金的使用温度范围600℃～1150℃，镍基合金的密度在8.2g/cm3以上。传统钛合金的密度在4.4～4.7g/cm3之间，常作为航空发动机的盘类、叶片类、机匣类制件使用，但是由于其组织稳定性和抗蠕变性能不足，长时使用温度在650℃以下。传统材料已不能满足设计要求，新一代轻质高温结构材料需求迫切。
2、钛基多主元合金是通过高熵合金理念设计的一类新型钛基合金，主要包括bcc型钛基多主元合金和hcp型钛基多主元合金，其通常含有ti、al、cr、nb、v、zr、sn、mo中的三种或以上元素作为主要元素，合金密度较低，强度和塑性匹配良好。
3、其中bcc型钛基多主元合金由于晶体结构原因，存在高温下强度下降明显的问题。基于晶内析出强化和晶界强化相的复合强化方法，现有技术采用粉末冶金方法制备了tialcrnb系钛基多主元复合材料，获得了具有低密度耐高温的轻质高温复合材料。但是该材料采用“母合金铸锭制备+制粉+混粉+热压烧结+热机械处理”，存在制备路线较长，生产成本较高等问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种hcp型钛基多主元复合材料，用以解决现有技术中钛基多主元复合材料耐高温强度低、制备工艺流程长、工艺成本高等问题中的至少一个。
2、第一方面，本专利技术提供了一种hcp型钛基多主元复合材料，所述的复合材料按照原子百分比，包
3、进一步的，所述的复合材料的基体组织为hcp型晶体结构。
4、进一步的，所述的复合材料的基体晶粒尺寸为25～100μm。
5、进一步的，所述的复合材料的增强体为原位自生的硼化钛。
6、进一步的，所述的增强体呈短杆状，弥散分布于所述的复合材料的基体中。
7、第二方面，本专利技术提供了一种上述的复合材料的制备方法，包括以海绵钛、海绵锆、钛铌中间合金、altib中间合金、碳粉和铝硅合金为原料，按照各原子百分比，将各原料混合进行熔炼、热机械处理，得到所述的hcp型钛基多主元复合材料。
8、进一步的，所述的熔炼采用真空自耗熔炼方法，熔炼至少三次。
9、进一步的，熔炼真空度＜1pa，设备漏气率＜0.5pa/min，熔炼电流3～6ka，熔炼电压为25～35v。
10、进一步的，所述的热机械处理包括锻造、挤压或热轧中至少一种。
11、进一步的，所述的热机械处理为先采用挤压方式进行热加工，得到棒材，对所述的棒材进行热处理。
12、进一步的，挤压温度为950～1150℃，挤压比≥10，热处理温度为800～900℃，时间为0.5～3h。
13、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
14、(1)本专利技术中所述的hcp型钛基多主元复合材料密度＜5.0g/cm3，比传统的相同使用温度的镍基高温合金密度低40％以上，对于结构减重效果显著，另外，所述的复合材料室温强度≥1250mpa，塑性伸长率≥6％，750℃高温强度≥650mpa，本专利技术制备的复合材料密度和强度明显优于现有镍基高温合金，高温强度优于传统钛合金，对于空天装备的结构减重具有重要意义。
15、(2)本专利技术所述的hcp型钛基多主元复合材料组织为hcp型晶体结构，hcp型晶体结构具有抗高温软化的特点，hcp型晶体结构在高温下的抗软化能力比bcc型晶体结构强，通过在基体内形成原位自生的增强体可以实现进一步提高合金高温强度，而bcc型钛基多主元合金需要晶内析出与晶界强化相复合强化来实现高温强度的提高，且晶内与晶界的复合强化需要粉末冶金的方法来制备，技术路线和周期更长，而本专利技术的hcp型钛基多主元复合材料技术路线短，生产周期短，工艺成本低。
16、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种HCP型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料按照原子百分比，包括Al 14.5～19％、Zr 1.5～24.5％、Nb 0.5～17.5％、B 0.5～1.5％、0≤C+Si≤0.2％、余量为Ti及不可避免的杂质；其中，19％≤Zr+Nb≤25％。
2.根据权利要求1所述的一种HCP型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料的基体组织为HCP型晶体结构。
3.根据权利要求2所述的一种HCP型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料的基体晶粒尺寸为25～100μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种HCP型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料的增强体为原位自生的硼化钛。
5.根据权利要求4所述的一种HCP型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的增强体呈短杆状，弥散分布于所述的复合材料的基体中。
6.一种权利要求1-5任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以海绵钛、海绵锆、钛铌中间合金、AlTiB中间合金、碳粉和铝硅合金为原料，按照各原子百分比，将各原料混合进行熔炼、热
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的熔炼采用真空自耗熔炼方法，熔炼至少三次。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，熔炼真空度＜1Pa，设备漏气率＜0.5Pa/min，熔炼电流3～6kA，熔炼电压为25～35V。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的热机械处理包括锻造、挤压或热轧中至少一种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的热机械处理采用挤压方式进行热加工，得到棒材，对所述的棒材进行热处理。
...【技术特征摘要】
1.一种hcp型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料按照原子百分比，包括al 14.5～19％、zr 1.5～24.5％、nb 0.5～17.5％、b 0.5～1.5％、0≤c+si≤0.2％、余量为ti及不可避免的杂质；其中，19％≤zr+nb≤25％。
2.根据权利要求1所述的一种hcp型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料的基体组织为hcp型晶体结构。
3.根据权利要求2所述的一种hcp型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料的基体晶粒尺寸为25～100μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种hcp型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的复合材料的增强体为原位自生的硼化钛。
5.根据权利要求4所述的一种hcp型钛基多主元复合材料，其特征在于，所述的增强体呈短杆状，弥散分布于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏武，高帆，李臻熙，张庆南，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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