專利名稱：一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法。
背景技術(shù)：
TiAl基合金密度低、熔點(diǎn)高、高溫強(qiáng)度高及模量大、抗氧化性能及抗吸氫 能力強(qiáng)，且有著優(yōu)異的蠕變性能，被認(rèn)為是新一代高性能的高溫結(jié)構(gòu)材料，作 為汽車和航空、航天發(fā)動機(jī)以及其它在更高溫度工作部件的首選材料，具有廣 泛的應(yīng)用前景。TiAl基合金鑄態(tài)組織通常為粗大的片層組織，其室溫延性幾乎 為零，只有經(jīng)過合金化、熱機(jī)處理或特殊熱處理等方法細(xì)化顯微組織，才能將 鑄態(tài)的TiAl基合金用作高溫結(jié)構(gòu)材料。
目前，TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法有采用粉末冶金法，但是存在引入O、 N等雜質(zhì)元素，導(dǎo)致力學(xué)性能變差的問題;還有采用流變鑄造法和熱機(jī)處理法， 但是都存在材料利用率低、需要高溫和真空條件而導(dǎo)致工藝復(fù)雜、成本高、周 期長的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法中存在工藝復(fù)雜、 成本高、周期長以及產(chǎn)物含雜質(zhì)較多的問題，而提供一種鑄態(tài)TiAl基合金晶 粒的細(xì)化方法。
鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、將絕緣襯墊覆蓋 到底板上，鑄態(tài)TiAl基合金母材放到絕緣襯墊上，然后將導(dǎo)電電極放置在鑄 態(tài)TiAl基合金母材上，并在導(dǎo)電電極上再放置一塊絕緣襯墊；二、用螺栓將 壓板和底板連接緊固，將脈沖電源的外接導(dǎo)線，通過緊盯螺釘與導(dǎo)電電極連接; 三、向鑄態(tài)TiAl基合金母材中通入l 20個脈沖電流，即完成鑄態(tài)TiAl基合 金晶粒的細(xì)化；其中步驟三中脈沖電流最大電流密度為1.0xl09 10.0xl09A/m2，電流周期為l 10000|xs。
本發(fā)明中鑄態(tài)TiAl基合金母材受到高能脈沖電流的力、熱和電的多重作 用，將原始粗大的TiAl基合金鑄態(tài)組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小晶粒組織，不引入雜質(zhì)；避免了高溫和真空等條件，工藝簡單，能耗少，成本低，且周期短，整個過程 只需要幾分鐘。


圖1是本發(fā)明鑄態(tài)TiAl基合金晶粒細(xì)化的示意主視圖，圖2是本發(fā)明鑄 態(tài)TiAl基合金晶粒細(xì)化的示意俯視圖，圖3是本發(fā)明鑄態(tài)TiAl基合金晶粒細(xì) 化的示意側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
真體實(shí)施方式一參見圖l、圖2和圖3，本實(shí)施方式鑄態(tài)TiAl基合金晶 粒的細(xì)化方法 一、將絕緣襯墊2覆蓋到底板7上，鑄態(tài)TiAl基合金母材6 放到絕緣襯墊2上，然后將導(dǎo)電電極4放置在鑄態(tài)TiAl基合金母材6上，并 在導(dǎo)電電極4上再放置一塊絕緣襯墊2; 二、用螺栓1將壓板3和底板7連接 緊固，將脈沖電源的外接導(dǎo)線，通過緊盯螺釘5與電極4連接；三、向鑄態(tài) TiAl基合金母材6中通入1 20個脈沖電流，即完成鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的 細(xì)化；其中步驟三中脈沖電流最大電流密度為1.0xl09 10.0xl09A/m2，電流 周期為1 10000ps。
具體實(shí)施方式
二參見圖l，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同是步驟
一中鑄態(tài)TiAl基合金母材6為鑄造成形的工件或鑄錠。其它步驟及參數(shù)與具 體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
三參見圖l，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同是步驟
一中鑄態(tài)TiAl基合金母材6中Al含量為45at% 51at%。
本實(shí)施方式中鑄態(tài)TiAl基合金母材6中Ti含量為49at% 55at%。
具體實(shí)施方式
四參見圖l，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同是步驟
一中鑄態(tài)TiAl基合金母材6中Al含量為48at%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施
方式一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同是步驟三中脈沖電 流最大電流密度為3.0xl09 8,0xl09A/m2，電流周期為100 8000ps。其它步
驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
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
一的不同是步驟三中脈沖電
流最大電流密度為6.0xl09A/m2，電流周期為500ps。其它步驟及參數(shù)與具體具體實(shí)施方式
七:參見圖1 ，本實(shí)施方式鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法: 一、將絕緣襯墊2覆蓋到底板7上，鑄態(tài)TiAl基合金母材6放到絕緣襯墊2 上，然后將導(dǎo)電電極4放置在鑄態(tài)TiAl基合金母材6上，并在電極4上再放 置一塊絕緣襯墊2; 二、用螺栓1將壓板3和底板7連接緊固，將脈沖電源的 外接導(dǎo)線，通過緊盯螺釘5與導(dǎo)電電極4連接；三、向鑄態(tài)TiAl基合金母材6 中通入1 20個脈沖電流，即完成鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化；其中步驟三 中脈沖電流最大電流密度為8.0xl09A/m2，電流周期為200ps。
本實(shí)施方式中鑄態(tài)TiAl基合金母材的晶粒粒徑為lOOOpm,細(xì)化后晶粒粒 徑為30 50pm;根據(jù)鑄態(tài)TiAl基合金晶粒細(xì)化的具體需求，重復(fù)步驟三所得 晶粒粒徑為10 30nm。
權(quán)利要求
1、一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法，其特征在于鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)一、將絕緣襯墊(2)覆蓋到底板(7)上，鑄態(tài)TiAl基合金母材(6)放到絕緣襯墊(2)上，然后將導(dǎo)電電極(4)放置在鑄態(tài)TiAl基合金母材(6)上，并在導(dǎo)電電極(4)上再放置一塊絕緣襯墊(2)；二、用螺栓(1)將壓板(3)和底板(7)連接緊固，將脈沖電源的外接導(dǎo)線，通過緊盯螺釘(5)與導(dǎo)電電極(4)連接；三、向鑄態(tài)TiAl基合金母材(6)中通入1～20個脈沖電流，即完成鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化；其中步驟三中脈沖電流最大電流密度為1.0×109～10.0×109A/m2，電流周期為1～10000μs。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法，其特征 在于步驟一中鑄態(tài)TiAl基合金母材(6)為鑄造成形的工件或鑄錠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法，其特征 在于步驟一中鑄態(tài)TiAl基合金母材(6)中Al含量為45at% 51at%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法，其特征 在于步驟三中脈沖電流最大電流密度為3.0xl09 8.0xl09A/m2，電流周期為 100 8000jxs。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法，其特征 在于步驟三中脈沖電流最大電流密度為6.0xl09A/m2，電流周期為500ps。
全文摘要
一種鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法，它涉及一種TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法。它解決現(xiàn)有TiAl基合金晶粒的細(xì)化方法中存在工藝復(fù)雜、成本高、周期長以及產(chǎn)物含雜質(zhì)較多的問題。方法裝配部件，然后向鑄態(tài)TiAl基合金母材中通入脈沖電流，即完成鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化。本發(fā)明鑄態(tài)TiAl基合金晶粒的細(xì)化中不引入雜質(zhì)，工藝簡單，成本低，且周期短。
文檔編號C22F3/00GK101319297SQ20081006479
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者輝 宋, 王忠金 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)