專(zhuān)利名稱(chēng)：TiB₂/TiAl復(fù)合材料板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
TiAl基復(fù)合材料綜合了 TiAl金屬間化合物和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高 溫、耐磨、耐腐蝕和韌性高等綜合性能，是航天和航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件的優(yōu)選材料。TiAl基復(fù) 合材料板材是超高速飛行器的翼和殼體的優(yōu)良材料。相對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料對(duì)增強(qiáng)相和基體的熱膨脹 系數(shù)不匹配的敏感性及反應(yīng)性均較小，同時(shí)顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料制備工藝簡(jiǎn)單，組織 均勻，各向同性，并可以進(jìn)行鑄造、鍛造、軋制和擠壓加工，因而更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。原位自 生TiB2增強(qiáng)的TiAl基復(fù)合材料，組織顯著細(xì)化，力學(xué)性能大大提高，30-40vol. %的TiB2增 強(qiáng)TiAl復(fù)合材料，具有和傳統(tǒng)Al203、SiC陶瓷相媲美的性能，且具有更好的高溫變形性能和 沖擊韌性；加上TiB2熱力學(xué)穩(wěn)定，不與基體發(fā)生界面反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，使TiB2/TiAl復(fù)合材料成 為優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)材料的首選。目前，國(guó)內(nèi)外通過(guò)熱鍛和熱軋等熱加工方法制備顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料板材 的報(bào)道極少，美國(guó)有關(guān)于XD法制備TiB2/TiAl復(fù)合材料，進(jìn)行熔模鑄造來(lái)制備板材的報(bào)道， 這種方法制得的板材受復(fù)合材料熔體粘度的限制，壁厚較厚，組織疏松，要獲得致密的薄 板，必須經(jīng)過(guò)熱壓、熱等靜壓、熱鍛或熱軋等后續(xù)處理?，F(xiàn)有的TiAl合金軋板工藝主要有兩種1、粉末冶金法；工藝路線(xiàn)為制粉_除氣 后封閉粉末-熱等靜壓致密化-去殼并清理-包套軋制。2、鑄錠冶金法；工藝路線(xiàn)為熔煉 制備TiAl合金錠-切割成圓柱錠-熱等靜壓處理_表面清理_均勻化熱處理_包套等溫鍛 造_表面清理且切割成矩形塊_包套軋制。粉末冶金法制粉過(guò)程中不可避免地遭受0、Ν、Η 等氣體和雜質(zhì)的污染，嚴(yán)重影響了后續(xù)的加工性能和制品的力學(xué)性能；而傳統(tǒng)的鑄錠冶金 法工藝制備TiAl板材，工序多、操作困難、TiAl合金材料利用率很低，加工成本很高。另外 TiAl合金具有本質(zhì)脆性，加工性能差，而顆粒增強(qiáng)的TiB2/TiAl復(fù)合材料具有較好的高溫變 形能力。因此，現(xiàn)有的TiAl合金軋板工藝不適合TiAl基復(fù)合材料板材的制備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供TiB2/TiAl復(fù)合材料板材及其制備方法，以解決現(xiàn)有工 藝制備TiAl合金板材存在工序復(fù)雜、加工成本高、原料利用率很低等問(wèn)題，不適用于加工 TiB2AiAl復(fù)合板材。TiB2AiAl復(fù)合材料板材按體積百分比由0. 8% 20% TiB2和余量的TiAl合金 基體組成，其中TiAl合金基體按原子百分比由40% 55% Ti、43% 48% Al和余量的合 金元素組成，合金元素為V、Nb、Cr、Mn、Mo、Si、Y中的一種或其中的幾種組成，V在TiAl合 金基體中的原子百分比< 9 %，Nb在TiAl合金基體中的原子百分比< 4 %，Cr在TiAl合金 基體中的原子百分比彡4%，Mn在TiAl合金基體中的原子百分比彡2%，Mo在TiAl合金基體中的原子百分比≤1%，Si在TiAl合金基體中的原子百分比≤2%，Y在TiAl合金基體 中的原子百分比≤0. 3%，板材厚度為0. 5 6mm。TiB2AiAl復(fù)合材料板材的制備方法按下述步驟進(jìn)行一、將TiB2/TiAl復(fù)合材料 鑄錠在800°C 1200°C條件下，退火處理8 24小時(shí)，然后在1200 1280°C、150 250MPa 條件下，熱等靜壓處理3 5小時(shí)，其中TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠按體積百分比由0. 8% 20% TiB2和余量的TiAl合金基體組成，其中TiAl合金基體按原子百分比由40% 55% Ti、43% 48% Al和余量的合金元素組成，合金元素為V、Nb、Cr、Mn、Mo、Si、Y中的一種或 其中的幾種組成，V在TiAl合金基體中的原子百分比< 9 %，Nb在TiAl合金基體中的原子 百分比彡4%，Cr在TiAl合金基體中的原子百分比彡4%，Mn在TiAl合金基體中的原子百 分比彡2%，Mo在TiAl合金基體中的原子百分比彡1%, Si在TiAl合金基體中的原子百 分比<2%，Y在TiAl合金基體中的原子百分比<0.3% ；二、將經(jīng)步驟一處理后的鑄錠線(xiàn) 切割，切割成厚度為8 15mm的方形塊，磨光表面，再等離子噴涂0. 05 0. 2mm厚的Mo或 Y2O3，在方形塊表面得到等離子噴涂層，然后四周用厚度為4 15mm的包套包裹，縫隙真空 封焊，包套材質(zhì)為不銹鋼、純鈦或鈦合金；三、然后置于加熱爐中，加熱到900 130(TC，并 保溫20 50分鐘，然后在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制，軋制溫度為900 1300°C，軋制壓力為200 600噸，軋制速度為0. 1 4m/s，道次變形量為10 30%，道次間回爐5 30分鐘，軋制總 變形量為60 90%，軋制后回爐，隨爐冷卻至200 400°C，再空冷至室溫；四、車(chē)削去除包 套及等離子噴涂層，表面磨平后得到厚度為0. 5 6mm的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材。本發(fā)明制備的TiAl基復(fù)合材料板材，組織均勻細(xì)小、各向同性、污染小，具有較高 的斷裂韌性和高溫強(qiáng)度，制備周期短、材料利用率高、成本低。本發(fā)明制備的TiB2/TiAl復(fù)合 材料板材，組織致密度在99%以上，各向同性；經(jīng)900 1280°C /20 50h熱處理后，室溫和 800°C抗拉強(qiáng)度最高分別可達(dá)900和600MPa，800°C延伸率達(dá)到20%以上，800°C和140MPa 條件下，持久性達(dá)到550h以上；不需要復(fù)雜的等溫鍛造和熱擠壓等過(guò)程，工序簡(jiǎn)單，利用已 知的TiAl合金的軋制設(shè)備和技術(shù)就可完成TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備，降低了生產(chǎn)的 成本低，而且提高了原料利用率，鑄錠的尺寸越大，則可制得的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材越 大。TiB2AiAl復(fù)合材料板材即可用在超高速飛行器的翼和殼體部位，也可用于制作裝甲的 防護(hù)瓦。


圖1是包套的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材方形塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1表示包套，2 表示方形塊。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中TiB2/TiAl復(fù)合材料板材按體積百分比由 0.8% 20% TiB2和余量的TiAl合金基體組成，其中TiAl合金基體按原子百分比由 40% 55% Ti、43% 48% Al和余量的合金元素組成，合金元素為V、Nb、Cr、Mn、Mo、Si、Y 中的一種或其中的幾種組成，V在TiAl合金基體中的原子百分比< 9%，Nb在TiAl合金基 體中的原子百分比彡4 %，Cr在TiAl合金基體中的原子百分比彡4 %，Mn在TiAl合金基體 中的原子百分比彡2%，Mo在TiAl合金基體中的原子百分比彡1%，Si在TiAl合金基體中的原子百分比彡2%，Y在TiAl合金基體中的原子百分比彡0. 3%，板材厚度為0. 5 6mm ； 其中，TiB2AiAl復(fù)合材料板材的制備方法按下述步驟進(jìn)行一、將TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄 錠在800°C 1200°C條件下，退火處理8 24小時(shí)，然后在1200 1280°C、150 250MPa 條件下，熱等靜壓處理3 5小時(shí)，其中TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠按體積百分比由0. 8% 20% TiB2和余量的TiAl合金基體組成，其中TiAl合金基體按原子百分比由40% 55% Ti、43% 48% Al和余量的合金元素組成，所述合金元素為占TiAl合金基體原子百分比 0 9%的V、0 4%的Nb、0 4%的Cr、0 2%的Mn和0 的Mo、0 2%的Si和 0.3% Y的組成；二、將經(jīng)步驟一處理后的鑄錠線(xiàn)切割，切割成厚度為8 15mm的方形塊，磨 光表面，然后等離子噴涂0. 05 0. 2mm厚的Mo或Y2O3 (作為隔熱涂層)，在方形塊表面得到 等離子噴涂層，外層用厚度為4 15mm的不銹鋼、純鈦或鈦合金包套包裹，縫隙真空封焊； 三、然后置于加熱爐中，加熱到900 1300°C，并保溫20 50分鐘，然后在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋 制，軋制溫度為900 1300°C，軋制壓力為200 600噸，軋制速度為0. 1 4m/s，道次變 形量為10 30%，道次間回爐5 30分鐘，軋制總變形量為60 90%，軋制后回爐，隨爐 冷卻至200 400°C，再空冷至室溫；四、車(chē)削去除包套及等離子噴涂層，表面磨平后得到厚 度為0. 5 6mm的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材。本實(shí)施方式TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的組織致密度在99%以上，各向同性；經(jīng) 900 1280°C /20 50h熱處理后，室溫和800°C抗拉強(qiáng)度最高分別可達(dá)900和600MPa， 800°C延伸率達(dá)到20%以上，800°C和140MPa條件下，持久性達(dá)到550h以上。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是TiB2/TiAl復(fù)合材料板 材按體積百分比由5% 15% TiB2和余量的TiAl合金基體組成。其它與具體實(shí)施方式
一 相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是TiB2/TiAl復(fù)合材料板 材按體積百分比由10%的TiB2和90%的TiAl合金基體組成。其它與具體實(shí)施方式
一相 同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由47. 7%的Ti、44%的Al、8%的V和0. 3%的Y組成。其它與具體實(shí)
施方式一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由44. 7%的Ti、45%的Al、8%的V、2% Nb和0. 3%的Y組成。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由50 %的Ti、46 %的Al、3 %的V和1 %的Si組成。其它與具體實(shí)施
方式一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由47%的Ti、47%的Al、2%的V、2%的Nb和2%的Mn組成。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由40%的Ti、44%的Al、2%的Nb、2%的Cr、l. 7%的Mo和0. 3%的Y 組成。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由49. 7 %的Ti、46 %的Al、2 %的Nb、2 %的Cr和0. 3 %的Y組成。其 它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl合 金基體按原子百分比由46%的Ti、48%的Al、4%的Nb和2%的Cr組成。其它與具體實(shí)施
方式一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl 合金基體按原子百分比由51 %的Ti、45%的Al、2 %的V、2%的Mn組成。其它與具體實(shí)施
方式一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是所述TiAl 合金基體按原子百分比由42% 55%的Ti、45%的A1、0 9%的V、0 9%的Nb和0. 3% 的Y組成。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十二之一不同的是步驟一 中TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠采用真空電弧熔煉技術(shù)、XD法與真空感應(yīng)熔煉技術(shù)聯(lián)用、真空感 應(yīng)熔煉技術(shù)或等離子弧熔煉技術(shù)制成的。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十二之一相 同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十三之一不同的是步驟一 中所述的退火溫度為900°C 1100°C。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十三之一相 同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十三之一不同的是步驟一 中所述的退火溫度為1000°c。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十三之一相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十五之一不同的是步驟一 中所述的退火時(shí)間為10 20小時(shí)。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十五之一相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十六之一不同的是步驟一 中熱等靜壓溫度為1250°C，熱等靜壓壓力為200Mpa。其它與步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一 至十六之一相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至是十七之一不同的是熱等 靜壓時(shí)間4小時(shí)。其它與步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法按下述步驟 進(jìn)行一、用真空電弧熔煉技術(shù)(熔煉時(shí)先抽真空至10_3pa，接著充氬氣至104pa，翻轉(zhuǎn)反復(fù) 熔煉4次，保證成分均勻)制備TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠，將鑄錠在IlOiTC條件下，退火處 理20小時(shí)，然后在1250°C、200MPa條件下，熱等靜壓處理4小時(shí)，其中TiB2/TiAl復(fù)合材料 鑄錠由TiB2顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料按體積百分比由TiB2和99% TiAl合金基體組 成，其中TiAl合金基體按原子百分比由46%Ti、44%Al、l%&V、4%&Nb、2%mCr、l. 5% 的Mn和1. 5%的Si組成；二、將經(jīng)步驟一處理后的鑄錠線(xiàn)切割，切割成厚度為IOmm的方形 塊，磨光表面，然后等離子噴涂0. 1 μ m厚的Mo (作為隔熱涂層)，在方形塊表面得到等離子 噴涂層，外部用厚度為IOmm的不銹鋼包套包裹(如圖1所示)，縫隙真空封焊；三、然后置于 加熱爐中，加熱到iooo°c，并保溫30分鐘，然后在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制，軋制溫度為loocrc， 軋制壓力為500噸，軋制速度為2m/s，道次變形量為10%，道次間回爐10分鐘，軋制總變形量為80%，軋制后回爐，隨爐冷卻至300°C，再空冷至室溫；四、車(chē)削去除包套及等離子噴 涂層，表面磨平后得到厚度為2mm的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材。制備的板材，組織致密度在 99%以上、各向同性；經(jīng)900 1280°C /20 IOOh熱處理后，室溫和800°C抗拉強(qiáng)度最高分 別可達(dá)860和550MPa，800°C延伸率達(dá)到20%,800°C^P 140MPa條件下，持久性達(dá)到500h。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十九不同的是步驟一中通過(guò)真 空感應(yīng)熔煉技術(shù)制備TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
十九相同。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法按下述步 驟進(jìn)行一、用等離子弧熔煉技術(shù)(熔煉時(shí)先抽真空至10_4Pa，接著充氬氣至IO4Pa,每次熔 煉時(shí)間為200s，開(kāi)電磁攪拌2 4min，反復(fù)熔煉6次)制備TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠，將 鑄錠在900°C條件下，退火處理24小時(shí)，然后在1260°C、240MPa條件下，熱等靜壓處理3小 時(shí)，其中TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠由TiB2顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料按體積百分比由0. 8% TiB2和99.2% TiAl合金基體組成，其中所述TiAl合金基體按原子百分比由51% Ti,44% Al、2%的V、2%Nb和1%Μο組成；二、將經(jīng)步驟一處理后的鑄錠線(xiàn)切割，切割成厚度為8mm 的方形塊，磨光表面，然后等離子噴涂0. 15 μ m厚的Y2O3 (作為隔熱涂層)，在方形塊表面得 到等離子噴涂層，外層用厚度為5mm的鈦合金包套包裹(如圖1所示)，縫隙真空封焊；三、 然后置于加熱爐中，加熱到120(TC，并保溫40分鐘，然后在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制，軋制溫度為 1200°C，軋制壓力為300噸，軋制速度為0. 5m/s，道次變形量為20%，道次間回爐25分鐘， 軋制總變形量為70%，軋制后回爐，隨爐冷卻至350°C，再空冷至室溫四、車(chē)削去除包套及 等離子噴涂層，表面磨平后得到厚度為5mm的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材。制得的板材，組織 致密度在99%以上、各向同性；經(jīng)900 1280°C /20 IOOh熱處理后，室溫和800°C抗拉 強(qiáng)度最高分別可達(dá)880和560MPa，800°C延伸率達(dá)到20%，800°C和140MPa條件下，持久性 達(dá)到520h。具體實(shí)施方法二十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十一不同的是利用XD法 (Exothemic Dispersion)制備TiB2/TiAl復(fù)合材料，并通過(guò)真空電弧熔煉技術(shù)重熔澆鑄鑄 錠(熔煉時(shí)先抽真空至10_4Pa，接著充氬氣至IO4Pa,然后熔化澆注)。其它步驟和參數(shù)與具 體實(shí)施方式二十一相同。具體實(shí)施方法二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十一不同的是利用XD法 (Exothemic Dispersion)制備TiB2/TiAl復(fù)合材料，并通過(guò)真空感應(yīng)熔煉技術(shù)重熔澆鑄鑄 錠(熔煉時(shí)先抽真空至0. 01 lPa，接著充氬氣至1000 1500Pa，反復(fù)兩次，熔煉時(shí)電源頻 率控制在5. 5 6. 5KHz之間，電源功率以不大于每秒0. 5KW的速度增加，并控制在150 340KW間，溶化后保溫5min澆注)。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
二i^一相同。
權(quán)利要求
TiB2/TiAl復(fù)合材料板材，其特征在于TiB2/TiAl復(fù)合材料板材按體積百分比由0.8％～20％TiB2和余量的TiAl合金基體組成，其中TiAl合金基體按原子百分比由40％～55％Ti、43％～48％Al和余量的合金元素組成，合金元素為V、Nb、Cr、Mn、Mo、Si、Y中的一種或其中的幾種組成，V在TiAl合金基體中的原子百分比≤9％，Nb在TiAl合金基體中的原子百分比≤4％，Cr在TiAl合金基體中的原子百分比≤4％，Mn在TiAl合金基體中的原子百分比≤2％，Mo在TiAl合金基體中的原子百分比≤1％，Si在TiAl合金基體中的原子百分比≤2％，Y在TiAl合金基體中的原子百分比≤0.3％，板材厚度為0.5～6mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材，其特征在于TiB2/TiAl復(fù)合材料 板材按體積百分比由5% 15%的TiB2和余量的TiAl合金基體組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材，其特征在于所述TiAl合金基 體按原子百分比由49. 7%的Ti、46%的Al、2%的Nb、2%的Cr和0. 3%的Y組成。
4.如權(quán)利要求1所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于TiB2/TiAl復(fù) 合材料板材的制備方法按下述步驟進(jìn)行一、將TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠在80(TC 1200°C 條件下，退火處理8 24小時(shí)，然后在1200 1280°C、150 250MPa條件下，熱等靜壓處 理3 5小時(shí)，其中TiB2/TiAl復(fù)合材料鑄錠按體積百分比由0. 8% 20% TiB2和余量的 TiAl合金基體組成，其中TiAl合金基體按原子百分比由40% 55% Ti、43% 48% Al 和余量的合金元素組成，合金元素為V、Nb、Cr、Mn、Mo、Si、Y中的一種或其中的幾種組成， V在TiAl合金基體中的原子百分比< 9%，Nb在TiAl合金基體中的原子百分比< 4%，Cr 在TiAl合金基體中的原子百分比彡4%, Mn在TiAl合金基體中的原子百分比彡2%, Mo 在TiAl合金基體中的原子百分比彡1%，Si在TiAl合金基體中的原子百分比彡2%，Y在 TiAl合金基體中的原子百分比< 0. 3% ；二、將經(jīng)步驟一處理后的鑄錠線(xiàn)切割，切割成厚度 為8 15mm的方形塊，磨光表面，再等離子噴涂0. 05 0. 2mm厚的Mo或Y2O3，在方形塊表 面得到等離子噴涂層，然后四周用厚度為4 15mm的包套包裹，縫隙真空封焊，包套材質(zhì)為 不銹鋼、純鈦或鈦合金；三、然后置于加熱爐中，加熱到900 1300°C，并保溫20 50分鐘， 然后在熱軋機(jī)上進(jìn)行軋制，軋制溫度為900 1300°C，軋制壓力為200 600噸，軋制速度 為0. 1 4m/s，道次變形量為10 30%，道次間回爐5 30分鐘，軋制總變形量為60 90%，軋制后回爐，隨爐冷卻至200 400°C，再空冷至室溫；四、車(chē)削去除包套及等離子噴 涂層，表面磨平后得到厚度為0. 5 6mm的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟一中 TiB2AiAl復(fù)合材料鑄錠采用真空電弧熔煉技術(shù)、XD法與真空感應(yīng)熔煉技術(shù)聯(lián)用、真空感應(yīng) 熔煉技術(shù)或等離子弧熔煉技術(shù)制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟 一中所述的退火溫度為900°C 1100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟 一中所述的退火溫度為1000°c。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟一中 所述的退火時(shí)間為10 20小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、5或8所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于步驟一中熱等靜壓溫度為1250°C，熱等靜壓壓力為200MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的TiB2/TiAl復(fù)合材料板材的制備方法，其特征在于熱等靜壓 時(shí)間4小時(shí)。
全文摘要
TiB2/TiAl復(fù)合材料板材及其制備方法，它涉及顆粒增強(qiáng)TiAl基復(fù)合材料板材及其制備方法。本發(fā)明制備的TiAl基復(fù)合材料板材，組織均勻細(xì)小、各向同性、污染小，具有較高的斷裂韌性和高溫強(qiáng)度，制備周期短、材料利用率高、成本低。TiB2/TiAl復(fù)合材料板材由TiB2和TiAl合金基體組成。制備方法一、制備鑄錠，退火，熱等靜壓；二、切割成方形塊，磨光表面，等離子噴涂，包裹并真空封焊；三、軋制板材；四、車(chē)削去除包套，表面磨平減薄后得到TiB2/TiAl復(fù)合材料板材。本發(fā)明TiB2/TiAl復(fù)合材料板材即可用在超高速飛行器的翼和殼體部位，也可用于制作裝甲的防護(hù)瓦。
文檔編號(hào)C22F1/18GK101880793SQ20101022229
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者孔凡濤, 牛紅志, 田竟, 陳玉勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)