本發(fā)明總的涉及含有鈦和鋁的組合物及其處理。更特別地，本發(fā)明涉及基于TiAl(γ)金屬間化合物的鋁化鈦金屬間組合物(TiAl金屬間物)，其帶有碳的受控添加以增強抗蠕變性同時保持可接受的室溫延性。

背景技術：
因為重量和高溫強度是氣體渦輪發(fā)動機設計中主要的考慮，所以持續(xù)努力制造在升高的溫度下具有高強度的相對輕重量的組合物。在本領域中熟知，鈦基合金體系具有適合于相對高溫應用的機械性質。鈦基合金的高溫性能已通過使用基于鋁化鈦化合物Ti3Al(阿爾法-2(α-2)合金)和TiAl(伽馬(γ)合金)的鈦金屬間體系而提高。這些鋁化鈦金屬間化合物(或，為方便起見，TiAl金屬間物)一般特征在于相對輕的重量，然而已知能在升高的溫度下呈現(xiàn)高的強度、蠕變強度和耐疲勞性?？墒牵瑥腡iAl金屬間物通過擠出、鍛造、軋輥和鑄造而生產(chǎn)組件通常由于它們相對低的延性而變復雜。如Huang的美國專利號4,879,092所教導，鉻和鈮的添加促進γTiAl金屬間物的某些性質，例如抗氧化性、延性、強度等。Huang公開了一種具有Ti46-50Al46-50Cr2Nb2的近似式(或名義上約Ti-48Al-2Cr-2Nb)的特定鋁化鈦金屬間組合物。認為該合金(本文稱為48-2-2合金)呈現(xiàn)期望的環(huán)境抗性、室溫延性和損傷容限，這允許它在氣體渦輪應用中使用，例如，用于氣體渦輪發(fā)動機的低壓渦輪部分和特別地用作低壓渦輪葉片(LPTB)的材料。已提出對TiAl金屬間物添加碳以促進某些性質。例如，Jaffee等人的美國專利號3,203,794公開碳可按最多1原子百分數(shù)(10,000ppm)的量包括在含34-46原子百分數(shù)的鋁的γTiAl合金中。另一個實例為Blackburn等人的美國專利號4,294,615，其公開碳以0.05-0.25原子百分數(shù)(500-2500ppm)的量包含在含有48-50原子百分數(shù)的鋁和0.1-3原子百分數(shù)的釩的γTiAl合金中。Hashimoto等人的美國專利號4,661,316公開一種γTiAl合金，其在合金中含有30-36重量％鋁和0.1-5重量％錳，并還可包括0.02-0.12重量％的量的碳。然而，Jaffee等人、Blackburn等人和Hashimoto等人總的公開碳添加傾向于降低延性。另一方面，Huang的美國專利號4,916,028公開0.05-0.3原子百分數(shù)(500-3000ppm)的碳添加可提高產(chǎn)生于γTiAl合金的快速固化和擠出的組件的延性，所述γTiAl合金基于48-2-2合金并含有46-50原子百分數(shù)鋁、1-3原子百分數(shù)鉻和1-5原子百分數(shù)鈮。48-2-2合金具有最多約1400°F(約760℃)的名義溫度性能，具有最多約1500°F(約815℃)的有用但減低的性能。然而，該合金在低壓渦輪內和在別處的更廣闊的用途可以是有可能的，若在超過1500°F(約815℃)的溫度下(例如至約1600°F(約870℃)的溫度)可達到提高的抗蠕變性。因此，期望擴展48-2-2合金的蠕變性能，然而不犧牲該合金體系的環(huán)境抗性、室溫延性和損傷容限。為取得LPTB應用的可接受的抗蠕變性水平，認為1％的名義延性和0.5％的最小延性是期望的(若非必須)，以提供足夠的設計邊際以及從合金鑄造和機械加工組件的能力。值得注意的是，雖然通過添加大量的難熔元素(例如鈮)并帶有一般為1000ppm或更多的碳含量，已在γTiAl金屬間組合物中展示提高的抗蠕變性，但是(除美國專利號4,916,028外)這些量的碳添加已經(jīng)與延性降低相聯(lián)系，通常導致0.1％或更小的名義延性。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供基于TiAl(γ)金屬間化合物的γ鋁化鈦金屬間組合物(γTiAl金屬間物)。所述γTiAl金屬間物含有鉻和鈮以及受控量的碳，所述γTiAl金屬間物達到室溫機械性質和在接近并可能超過1600。F(約870℃)的溫度下的高溫蠕變性能之間的期望平衡。TiAl金屬間組合物基于前述的48-2-2合金并含有46-50原子百分數(shù)鋁、1-3原子百分數(shù)鉻和1-5原子百分數(shù)鈮，不過還含有碳，當包括有非常受控的約160-500ppm(約0.016-0.05原子百分數(shù))的量時，所述的碳量能促進組合物的抗蠕變性性質而沒有不可接受地降低其室溫延性。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)勢將從以下詳述得以更好理解。本發(fā)明請求保護：1.一種基于γTiAl金屬間化合物的鋁化鈦金屬間組合物，所述鋁化鈦金屬間組合物由以下組成：產(chǎn)生γTiAl金屬間化合物的量的鈦和鋁，160-470ppm的量的鉻、鈮、碳，以及伴隨的雜質。2.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物含有約46-50％鋁。3.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物含有約160-420ppm碳。4.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物含有約270-420ppm碳。5.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物含有約300ppm碳。6.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物為鑄件形式并具有含等軸和層狀形態(tài)的雙重微觀結構。7.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物呈現(xiàn)不低于0.5％的最小室溫延性。8.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物呈現(xiàn)至少1％的室溫延性。9.項目1的鋁化鈦金屬間組合物，其中所述鋁化鈦金屬間組合物按...