1.一种β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,首先制备β相含量为
15%~25%的TiAl合金铸锭;然后,将合金铸锭进行热处理及预加工后,经过两步热挤压,制备出用于轧制的合金坯料;最后,将合金坯料包套和预热,进行一步大变形轧制,去除包套即获得β凝固TiAl合金板材。
2.如权利要求1所述β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,所述β相含量为15%~25%的TiAl合金铸锭,各元素的原子百分比含量分别为:41%~44%的Al、1%~3%的Cr、1%~2%的Mn、0.5%~1%Mo、0.1%~0.5%B,余量为Ti及不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,制备β相含量为15%~25%的TiAl合金铸锭的方法是:原材料准备:按照合金名义成分,称量原材料:海绵钛、高纯铝、高纯铬、铝锰合金、铝钼合金和硼粉;
-3
铸锭制备:原材料放入真空度为2.0~3.0×10 MPa的真空感应凝壳熔炼炉中进行熔炼,然后浇注到圆柱状模具中,得到TiAl合金铸锭。
4.如权利要求1或2所述β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,所述合金铸锭的热处理及预加工,包括:a.将合金铸锭放入800~1000℃的热处理炉中保温5~10h,并随炉冷却至室温;
b.将合金铸锭放入1200~1250℃、160~200MPa的炉子中进行热等静压处理3~5h,并随炉冷却至室温;
c.利用电火花线切割去除铸锭的缺陷部分和表面氧化皮,并将铸锭切割成圆柱状。
5.如权利要求1或2所述β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,所述两步热挤压,包括:第一步热挤压变形:将TiAl合金铸锭预热至1200~1300℃,挤压模具预热至300~600℃,然后将TiAl合金铸锭转移至挤压模具A中,进行第一步挤压,获得一次挤压的TiAl合金;
第二步热挤压变形:将一次挤压后的TiAl合金继续回炉预热至1200~1300℃,挤压模具预热至300~600℃,然后将TiAl合金转移至挤压模具B中,进行第二步挤压,获得合金坯料;将合金坯料在800~1000℃的热处理炉中退火5~10h,随炉冷却至室温。
6.如权利要求5所述β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,所述挤压模具是石墨模具,模具表面粗糙度Ra1.2~0.8,压下速率为0.5~0.7mm/min,挤压模具A的挤压比为5:3~8:3,挤压模具B的挤压比为3:1~3:2;其中挤压模具A的出料直径与挤压模具B的进料直径相等。
7.如权利要求1或2所述β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,所述合金坯料包套和预热,进行一步大变形轧制,具体方法是:合金坯料进行包套,加热至1200~
1300℃,转运至轧板机进行一步大变形轧制,轧制变形量为30~50%;随后将轧制的板材放入温度800~1000℃的热处理炉中退火5~10h,并随炉冷却至室温。
8.如权利要求1或7所述β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法,其特征是,所述包套,方法是:采用电火花线切割切取厚板状TiAl合金坯料;利用304不锈钢或TC4钛合金对坯料进行包套,用钨极氩弧焊工艺对包套进行焊合,包套厚度控制在薄板状坯料短边的1/4~
1/3。
9.根据权利要求1-8任一所述的β凝固TiAl合金板材的一步大变形轧制方法制备的β凝固TiAl合金板材。
10.权利要求9所述β凝固TiAl合金板材,其特征是,所述TiAl合金板材具有晶团细小且组织均匀,其晶团尺寸为20~50μm,室温延伸率1.8~2.1%。