一種含氮的鈦基合金的粉末冶金制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含氮的鈦基合金的粉末冶金制備方法，屬于粉末冶金材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。采用純鈦粉或者鈦合金粉末，通過(guò)高溫固態(tài)滲氮—活化燒結(jié)的方法，制備高性能的含氮的鈦合金。其制備過(guò)程為：1）把純鈦粉或者鈦合金粉在流動(dòng)的氮?dú)猸h(huán)境下的高溫中進(jìn)行固態(tài)滲氮處理，然后冷卻；2）把高溫滲氮的粉末在熱壓燒結(jié)爐中或等離子燒結(jié)爐中活化燒結(jié)成塊。本發(fā)明通過(guò)合理的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分利用廉價(jià)氮的強(qiáng)化作用，制備出成分簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的含氮的鈦合金，可節(jié)約資源，降低成本。本發(fā)明同時(shí)工藝簡(jiǎn)單，可適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種含氮的鈦基合金的粉末冶金制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含氮的鈦基合金的粉末冶金制備方法。屬于粉末冶金結(jié)構(gòu)材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦及其合金因其具有輕質(zhì)高強(qiáng)、熱強(qiáng)性好、耐蝕性和生物相容性優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天等軍用和民用領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用。固溶強(qiáng)化是目前鈦合金主要的強(qiáng)化方式之一。文獻(xiàn)表明，0.2wt.%的氮能使純鈦拉伸屈服強(qiáng)度從180MPa提高到670MPa，其強(qiáng)化效果遠(yuǎn)高于其他常用的Al、Ag、Zr、Mo等合金化元素【鈦合金在俄羅斯飛機(jī)及航空航天上的應(yīng)用，航空エ業(yè)出版社，2008年，p2】。氮在Ti中的最大固溶度為7wt.%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)。由于氮存在于鈦基體中，通常有2種形式，一種是固溶在基體合金中，形成含氮的固溶體，這對(duì)基體金屬是具有良好的固溶強(qiáng)化效果的；另一種是與基體金屬形成氮化物夾雜，嚴(yán)重?fù)p害基體金屬的塑性。而現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法控制氮存在于鈦基體中的具體形式，因此，為保持金屬鈦的良好塑性，通常エ業(yè)純鈦中的氮含量被嚴(yán)格控制在0.2wt.%以下；導(dǎo)致作為固溶體強(qiáng)化效果顯著的氮元素的強(qiáng)化效果沒(méi)有得到充分的利用。另外，在通常的粉末冶金領(lǐng)域中，由于氮會(huì)使材料斷裂韌性、低溫韌性、疲勞性能、耐蝕性、冷成型性和可焊性等變壞，因此，氮通常作為ー種有害元素，其含量也是被嚴(yán)格控制的。
[0003]目前，鈦氮合金的生產(chǎn)エ藝復(fù)雜，且大多技術(shù)被外國(guó)封鎖，我國(guó)在鈦氮合金研究方面雖然有所發(fā)展，生產(chǎn)エ藝仍然復(fù)雜，污染嚴(yán)重，浪費(fèi)了大量資源。中國(guó)專利“ー種鈦氮合金的制備方法”(
【發(fā)明者】肖代紅, 劉丹 申請(qǐng)人:中南大學(xué)