TiAl合(he)(he)金(jin)比重(zhong)(zhong)不(bu)到鎳基合(he)(he)金(jin)的(de)一(yi)(yi)半，使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)溫度(du)可達700~900℃，具有輕質、高強、耐(nai)(nai)蝕(shi)、耐(nai)(nai)磨、耐(nai)(nai)高溫等(deng)性能優(you)點，成(cheng)為(wei)航(hang)空、航(hang)天等(deng)領域重(zhong)(zhong)要的(de)備選材(cai)料(liao)。TiAl合(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)材(cai)除了有望直(zhi)接用(yong)(yong)作結構材(cai)料(liao)外，還可以作為(wei)超塑性成(cheng)形(xing)的(de)預成(cheng)形(xing)材(cai)料(liao)。TiAl合(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)材(cai)在(zai)(zai)熱結構及熱防護性系統中的(de)應(ying)用(yong)(yong)，已經被(bei)納入(ru)歐洲航(hang)空運輸(shu)研(yan)究(jiu)計(ji)劃，準(zhun)備將其應(ying)用(yong)(yong)于高速民用(yong)(yong)運輸(shu)機和可重(zhong)(zhong)復使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)單(dan)級入(ru)軌太(tai)空船。但是，TiAl合(he)(he)金(jin)屬于難變(bian)形(xing)合(he)(he)金(jin)，不(bu)適合(he)(he)高溫軋制(zhi)(zhi)成(cheng)形(xing)。到目前為(wei)止，TiAl合(he)(he)金(jin)制(zhi)(zhi)備技術中存在(zai)(zai)的(de)問題(ti)一(yi)(yi)直(zhi)沒有得到很好的(de)解決，特別是采用(yong)(yong)熱軋工(gong)藝(yi)制(zhi)(zhi)備板(ban)(ban)(ban)材(cai)時很容(rong)易開(kai)裂，使(shi)(shi)(shi)得大尺寸、高質量板(ban)(ban)(ban)材(cai)的(de)制(zhi)(zhi)作非(fei)常困難。因此，攻克TiAl合(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)材(cai)的(de)制(zhi)(zhi)備難題(ti)成(cheng)為(wei)當前TiAl合(he)(he)金(jin)領域重(zhong)(zhong)要的(de)研(yan)究(jiu)課題(ti)之一(yi)(yi)。

　　從已有研究(jiu)成果看(kan)，在軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)工藝方面，大(da)(da)多(duo)采用以(yi)下(xia)方法來改(gai)善(shan)TiAl合金板材(cai)成形困難問題:1、對(dui)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)前的材(cai)料質量控制(zhi)(zhi)(zhi)更嚴；2、采用特(te)種(zhong)包套(tao)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)技術進行(xing)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)，嚴格設計包套(tao)工藝；3、在α+γ兩相區進行(xing)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)，道次間要回爐加(jia)熱；4、仔(zi)(zi)細選擇軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)速度(du)與道次變形量；5、避免(mian)軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)過程中板材(cai)的氧(yang)化(hua)。但(dan)實際結果表明(ming)，即(ji)使仔(zi)(zi)細控制(zhi)(zhi)(zhi)工藝參數，通(tong)過軋(ya)制(zhi)(zhi)(zhi)生產出(chu)較大(da)(da)尺寸的TiAl合金板材(cai)仍然是非常困難的。

　　哈爾濱(bin)工業大學采用(yong)近等溫包套(tao)軋制(zhi)技術成功(gong)制(zhi)備(bei)了尺寸為700mm×200mm×2mm的(de)TiAl合金板材，取得了很(hen)好的(de)結果。

　　一、成分優化設計

　　研究發(fa)現，在TiAl合(he)(he)金(jin)中(zhong)加入大量(liang)的(de)特定(ding)β相穩定(ding)元素(su)(如(ru)(ru)V，Cr，Mn，Mo)及(ji)少量(liang)的(de)晶粒(li)細化(hua)元素(su)(如(ru)(ru)Y，B，C)，可(ke)使其熱加工性能明顯好于傳(chuan)統TiAl合(he)(he)金(jin)。經過(guo)這樣的(de)成分優(you)化(hua)，合(he)(he)金(jin)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)流變應力(li)降(jiang)低，高(gao)溫(wen)(wen)變形能力(li)改(gai)善，在熱加工過(guo)程中(zhong)不容易產生(sheng)裂(lie)紋等缺陷。從相構成上看，該合(he)(he)金(jin)主要含有β相和γ相，可(ke)通過(guo)后(hou)續(xu)熱處理，控制(zhi)熱加工后(hou)TiAl合(he)(he)金(jin)的(de)顯微組織及(ji)相組成，有利于調(diao)控常溫(wen)(wen)、高(gao)溫(wen)(wen)力(li)學(xue)性能。哈爾濱工業大學(xue)采(cai)用的(de)合(he)(he)金(jin)名義成分為(wei)Ti-43Al-9V-Y（原子百(bai)分數(shu)）。原材料為(wei)海綿TiAl與高(gao)純(chun)Al，其它添加元素(su)均(jun)為(wei)添加金(jin)屬與Al的(de)中(zhong)間合(he)(he)金(jin)。

　　二、改進工藝路線

　　采用近等溫(wen)包(bao)(bao)套軋(ya)(ya)制工藝(yi)。按(an)照設計的(de)成分配(pei)料后(hou)，在(zai)真空(kong)自耗電極電弧(hu)熔煉爐(lu)中熔煉成鑄(zhu)錠(ding)(ding)。將鑄(zhu)錠(ding)(ding)進行均勻化(hua)退火處理(li)(900℃/48h)和熱等靜壓處理(li)。熱等靜壓采用Ar氣作為(wei)保護氣氛，邊升(sheng)溫(wen)邊充Ar氣直至170MPa，在(zai)1250℃下保溫(wen)4h后(hou)隨(sui)爐(lu)緩冷。然后(hou)對材(cai)料進行包(bao)(bao)套鍛造，始鍛溫(wen)度1200℃，總變(bian)形(xing)量大(da)于85%；鍛后(hou)將材(cai)料在(zai)900℃下退火48h；然后(hou)用不銹鋼(gang)包(bao)(bao)套后(hou)，在(zai)熱軋(ya)(ya)機上(shang)作近等溫(wen)軋(ya)(ya)制成板材(cai)。包(bao)(bao)套軋(ya)(ya)制主要工藝(yi)參數(shu)為(wei):開軋(ya)(ya)溫(wen)度1200℃，軋(ya)(ya)制速度<0.5m/s，道(dao)次(ci)(ci)變(bian)形(xing)量約10%，道(dao)次(ci)(ci)回爐(lu)時(shi)間5~10min，總變(bian)形(xing)量>70%。軋(ya)(ya)后(hou)板材(cai)爐(lu)冷至400~500℃后(hou)，空(kong)冷至室(shi)溫(wen)。

　　對(dui)所(suo)獲材料的檢測表明，他們制備的TiAl合(he)金板材變形均(jun)勻，未出現(xian)裂紋等質量缺陷，說明其具有良好的熱加工(gong)性(xing)能。