專利名稱：耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐高溫合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦 鋁合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于鈦鋁合金的諸多優(yōu)點(diǎn)，作為潛在的高溫結(jié)構(gòu)材料，在航空、汽車、能源工業(yè)方 面應(yīng)用的巨大潛力，具有很好的應(yīng)用前景。作為燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片高溫材料，最重要的一 個(gè)性能就是抗高溫氧化性能，此外，在材料使用過程中，硫酸鹽的沉積是難免的，對此，材料 在高溫硫酸鹽的惡劣環(huán)境中的腐蝕就同樣顯得至關(guān)重要。但目前常用的鈦鋁合金、鎳鋁合 金等在高溫表面均有疏松膜形成，不能起到保護(hù)合金基體的作用，均不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的鈦鋁合金耐高溫、耐腐蝕性能不高的技術(shù)問 題，提供一種耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明的耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金，合金的名義成分為Ti (39-45， at%) -Al (47 49，at%) -Cr (7 9，at%) -Ag (廣3，at%)。耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金的制備方法如下
(1)配料選用高純海綿Ti、高純Al、純Cr和純Ag作為原料，按照名義成分Ti(39-45， at%) -Al (47 49，at%) -Cr (7 9，at%)_Ag(l 3，at%)混合配料；
(2)熔煉將步驟(1)配好的合金原料采用磁攪拌非自耗電弧爐在氬氣保護(hù)下的水冷 銅坩堝中冶煉鈕扣錠，熔煉3遍，進(jìn)行一次磁懸浮熔煉。本發(fā)明高溫鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)主要是在硫酸鹽中進(jìn)行，通過將鹽加熱到高溫900°C，確定 高溫材料在高溫含鹽環(huán)境中的耐蝕性。本發(fā)明通過電弧熔煉爐熔煉制造出添加鉻和銀的鈦鋁合金。和以往的高溫材料相 比，添加鉻和銀的鈦鋁合金顯現(xiàn)出更優(yōu)越的抗高溫氧化性能和耐高溫鹽腐蝕性能。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用鉻、銀在合金的不同性能，通過調(diào)節(jié)鉻和銀的不同 含量，制成鈦鋁鉻銀高溫材料。該方法操作簡便，制成的此合金材料的抗高溫氧化性能和高 溫耐鹽腐蝕性能均優(yōu)越于現(xiàn)有的高溫合金材料。


圖1為合金在1000°C的氧化50小時(shí)的截面圖片。在最外層白亮的鎳層下是氧化 表面形成的致密的保護(hù)膜。圖2為合金在900°C的熔融硫酸鹽中腐蝕50小時(shí)的截面圖片。在最外層白亮的 鎳層下是氧化表面形成的致密的很薄的保護(hù)膜。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 制備成分為Ti39-Al49-Cr9-Ag3 (at%)的合金 (1)熔煉方法
選用高純海綿Ti、高純Al、純Cr和純Ag作為原料，按照名義成分Ti39-Al49-Cr9-Ag3 (at%)混合配料。采用磁攪拌非自耗電弧爐在氬氣保護(hù)下的水冷銅坩堝中冶煉鈕扣錠，熔煉 3遍，進(jìn)行一次磁懸浮熔煉。(2)高溫氧化實(shí)驗(yàn)
高溫氧化實(shí)驗(yàn)采用恒溫氧化方法，在空氣中1000°C下進(jìn)行。采用熱天平連續(xù)記錄試樣 的重量變化。(3)高溫鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)
高溫?zé)岣g采用浸鹽法，實(shí)驗(yàn)溫度為900°C。鹽的成分為75 % Na2SO4 + 25 % K2SO4 (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。將樣品完全浸于熔鹽中，每隔一定時(shí)間取出，空冷至室溫，用沸水煮去試樣 表面的鹽，在靈敏度為10_4 g的天平上稱量后換新鹽繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例2制備成分為Ti45-Al47-Cr7-Ag1 (at%)的合金
(1)熔煉方法選用高純海綿Ti、高純Al、純Cr和純Ag作為原料，按照名義成分 Ti45-Al47-Cr7-Ag1 (at%)混合配料。采用磁攪拌非自耗電弧爐在氬氣保護(hù)下的水冷銅坩堝 中冶煉鈕扣錠，熔煉3遍，進(jìn)行一次磁懸浮熔煉。(2)高溫氧化實(shí)驗(yàn)
高溫氧化實(shí)驗(yàn)采用恒溫氧化方法，在空氣中1000°C下進(jìn)行。采用熱天平連續(xù)記錄試樣 的重量變化。(3)高溫鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)
高溫?zé)岣g采用浸鹽法，實(shí)驗(yàn)溫度為900°C。鹽的成分為75 % Na2SO4 + 25 % K2SO4 (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。將樣品完全浸于熔鹽中，每隔一定時(shí)間取出，空冷至室溫，用沸水煮去試樣 表面的鹽，在靈敏度為10_4 g的天平上稱量后換新鹽繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例3制備成分為Ti42-Al48-Cr8-A^ (at%)的合金
(1)熔煉方法選用高純海綿Ti、高純Al、純Cr和純Ag作為原料，按照名義成分 Ti42-Al48-Cr8-Ag2 (at%)混合配料。采用磁攪拌非自耗電弧爐在氬氣保護(hù)下的水冷銅坩堝 中冶煉鈕扣錠，熔煉3遍，進(jìn)行一次磁懸浮熔煉。(2)高溫氧化實(shí)驗(yàn)
高溫氧化實(shí)驗(yàn)采用恒溫氧化方法，在空氣中1000°C下進(jìn)行。采用熱天平連續(xù)記錄試樣 的重量變化。(3)高溫鹽腐蝕實(shí)驗(yàn)
高溫?zé)岣g采用浸鹽法，實(shí)驗(yàn)溫度為900°C。鹽的成分為75 % Na2SO4 + 25 % K2SO4 (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。將樣品完全浸于熔鹽中，每隔一定時(shí)間取出，空冷至室溫，用沸水煮去試樣 表面的鹽，在靈敏度為10_4 g的天平上稱量后換新鹽繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
一種耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金，其特征在于合金的名義成分為Ti(39 45，at%) Al (47~49，at%) Cr(7~9，at%) Ag(1~3，at%)。
2.權(quán)利要求1所述的耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金的制備方法，其特征在于(1)配料選用Ti、Al、Cr和Ag作為原料，按照名義成分Ti(39-45，at%)-Al (47 49， at%) -Cr(7 9，at%)-Ag(l 3，at%)混合配料；(2)熔煉將步驟(1)配好的合金原料采用磁攪拌非自耗電弧爐在氬氣保護(hù)下的水冷 銅坩堝中冶煉鈕扣錠，熔煉3遍，進(jìn)行一次磁懸浮熔煉。
全文摘要
耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金及其制備方法，該耐高溫氧化和耐高溫鹽腐蝕的鈦鋁合金的名義成分為Ti(39-45，at%)-Al(47~49，at%)-Cr(7~9，at%)-Ag(1~3，at%)，采用磁攪拌非自耗鎢電極磁控電弧爐熔煉制備。本發(fā)明的合金在高溫下氧化和在高溫硫酸鹽中腐蝕，表面均形成很薄的致密的保護(hù)膜，顯示優(yōu)越的抗高溫氧化性能和高溫耐鹽腐蝕性能。
文檔編號C22C1/02GK101956116SQ20101051605
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者席艷君 申請人:中原工學(xué)院