一种具有成分梯度的钛合金单晶的制备方法
摘要文本
一种具有成分梯度的钛合金单晶的制备方法，本发明涉及一种具有成分梯度的钛合金单晶的制备方法。本发明的目的是为了解决晶界恶化铸态多晶钛合金力学性能、单晶成分/力学性能单一的问题，本发明提供的具有成分梯度的钛合金单晶制备方法主要包括：分别切取两种不同合金元素含量的钛合金送料棒，送料棒按照合金元素含量差异依次进行放置。熔炼时施加与元素成分严格匹配的电磁力对合金元素进行熔炼，电磁线圈加热功率根据合金成分进行严格匹配，并控制引料棒抽拉速度不高于0.5mm/min以获得具有成分梯度的钛合金单晶铸锭，与多晶钛合金相比，单晶不会过早的沿晶界断裂，具有更优异的力学性能，本发明应用于钛合金制备领域。
申请人信息
- 申请人:哈尔滨工业大学
- 申请人地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
- 发明人: 哈尔滨工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种具有成分梯度的钛合金单晶的制备方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311682271.5 |
| 申请日 | 2023/12/8 |
| 公告号 | CN117548651A |
| 公开日 | 2024/2/13 |
| IPC主分类号 | B22D19/16 |
| 权利人 | 哈尔滨工业大学 |
| 发明人 | 方虹泽; 孙世臣; 陈瑞润; 王琪; 丁鑫; 陈德志; 王墅 |
| 地址 | 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 |
专利主权项内容
1.一种具有成分梯度的钛合金单晶的制备方法，其特征在于该方法按照以下步骤进行：一、制备送料棒：将低合金化元素含量的钛合金铸锭和高合金化元素含量的钛合金铸锭插接，得到送料棒；其中低合金化元素含量的钛合金铸锭为送料棒下端，低合金化元素含量的钛合金铸锭和高合金化元素含量的钛合金铸锭合金化元素含量差异范围为0.5-25wt.％；二、制备单晶：将送料棒放置于水冷铜坩埚连续铸造炉中，抽真空至3-5Pa后充入保护气体至250-300Pa，重复此步骤3-4次；在循环冷却水的保护下启动感应线圈电源，功率达到35-39kW时进行送料，送料棒熔化滴进水冷铜坩埚内形成熔池，引料棒带动水冷铜坩埚内熔池进入GaIn液中，得到具有成分梯度的钛合金单晶铸锭；其中送料棒与引料棒同时开始抽拉，引料棒抽拉速度≤0.5mm/min，送料棒与引料棒的抽拉速度比为：引料棒抽拉速度＝送料棒抽拉速度×送料棒截面积÷引料棒截面积；熔炼送料棒中低合金化元素含量部分时，感应线圈的功率保持不变，待送料棒中高合金化元素含量部分开始熔化时停止抽拉，在加热功率39kW下保温1-2min，再继续抽拉，二次抽拉过程中线圈功率为：39kW+(引料速度棒抽拉速度mm/min*高合金化元素含量的送料棒抽拉时间s/单晶铸锭长度mm)*6kW。