粉末Ti2AlNb合金研究进展

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Ti2AlNb 合金是以有序正交结构O 相为基础的Ti-Al 系金属间化合物合金, 在650-750℃具有较好的强度、塑韧性、抗蠕变性能, 且密度低, 因此Ti2AlNb 合金在航空发动机热端部件有着很大的应用潜力。采用Ti2AINb基合金研制高性能航空发动机涡轮盘己成为美国新材料领域的热点之一,并成为世界涡轮盘用材料发展的方向,该合金既可满足压气机出口的温度目标,又可达到减重效果。

Ti2AlNb 合金化程度高, 在熔炼过程中易出现宏观成分偏析, 在凝固过程中易出现缩孔、疏松等铸造缺陷, 室温塑性低且离散度大。目前制备Ti2AlNb 合金构件的主要方法为铸锭热变形+机加工的方法,锻造遗传组织分布不均匀易导致后续机加工产生裂纹。近些年来, 随着粉末冶金技术的发展, 通过预合金粉末热等静压工艺(Hot Isostatic Pressing, HIP)制备Ti-Al系合金受到越来越多研究机构的关注。采用粉末冶金近净成形工艺能够解决铸造和变形Ti-Al 系合金宏观成分偏析和微观组织不均匀等问题, 突破了铸锭尺寸和热变形设备的局限对变形Ti-Al 系合金形状及尺寸的限制, 可以成型大尺寸复杂构件且材料成分、微观组织均匀,性能一致性好。

制粉过程是粉末冶金生产工艺中最基本最关键的一环。粉末的纯净度、球形度和粒度对最终粉末冶金制品的质量有着决定性的影响。然而目前国内对粉末冶金法制备Ti2AlNb合金及其制粉过程的研究屈指可数,工艺还远不够成熟,更妄言规模化生产。因此,欲使粉末冶金Ti2AlNb合金在航空航天部件上得到有效应用并形成规模化生产,首先需要提高Ti2AlNb合金制粉技术。(左振博编辑整理)


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