粉末冶金Ti2AlNb環軋坯料組織與拉伸性能

崔瀟瀟，盧正冠，吳 杰，李一平，徐 磊

(中國科學院金屬研究所，遼寧 沈陽 110016)

0 引 言

Ti2AlNb合金是20世紀90年代開發出的一種Ti-Al系金屬間化合物，在650～750 ℃具有良好的抗蠕變性能、耐腐蝕性，以及良好的強韌性匹配等特點，且密度較低，是近些年來航空航天結構材料的研究熱點[1-5]。Ti2AlNb合金及其構件的制備工藝通常為熱機械變形，如鍛造、軋制等。其熱變形研究主要集中在熱機械變形相區的選擇和后續熱處理窗口的優化。鋼鐵研究總院張建偉[6]和哈爾濱工業大學沈軍等人[7-8]開展了鑄造Ti2AlNb合金熱變形工藝和組織演化與材料性能的基礎研究和初步應用研究，但國內有關粉末冶金Ti2AlNb合金制備及其變形工藝的研究鮮有報道。本研究以Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分數，下同)預合金粉末制備的Ti2AlNb合金環軋坯料為研究對象，研究熱處理工藝對環軋坯料組織與力學性能的影響，為粉末冶金熱等靜壓制坯+環軋制備Ti2AlNb合金環件的應用提供工藝參考。

1 實 驗

實驗以無坩堝感應熔煉超聲氣體霧化(electrode induction melting gas atomization, EIGA)制備的名義成分為Ti-22Al-24Nb-0.5Mo的潔凈預合金粉末為原料，采用典型包套熱等靜壓工藝制備Ti2AlNb合金[9-11]。Ti2AlNb合金坯料變形前后的化學成分如表1所示。從表1可以看出，雜質元素含量均保持在較低水平，合金化學成分均勻，說明本研究制備的粉末冶金Ti2AlNb合金的純凈度高，制備工藝穩定性好。

表1 粉末冶金Ti2AlNb合金的化學成分(w/%)

采用1 030 ℃/140 MPa/3 h典型包套熱等靜壓工藝制備Ti2AlNb合金環形坯料(φ355 mm×φ200 mm×168 mm)和隨爐試樣[12-16]。坯料在α2+B2兩相區進行單道次包套環軋，變形量約為30%。環軋后Ti2AlNb合金坯料成形完好，無裂紋，表面光滑，如圖1所示。……