文档介绍：项目名称：
轻质高温TiAl金属间化合物合金及其制备加工科学技术基础
首席科学家：
林均品北京科技大学
起止年限：
.1至 .8
依靠部门：
教育部
二、预期目标
1总体目标：
取得新型轻质高温TiAl合金及其制备和加工技术基础，促进其产业化和应用，满足国家经济和社会发展对轻质高温材料重大需求。即采取低密度新型高温材料替换现有高温合金，以降低重量；其次采取新型轻质高温材料能够大幅度降低燃料消耗。发展新型轻质高温材料能够大幅度提升中国民用工业和航空航天等工业水平，有效降低能源消耗、实现社会可连续发展。
在高温TiAl合金设计理论基础及强韧化机制、高温TiAl合金凝固过程组织及缺点调控机制、高温TiAl合金粉末冶金制备过程流变塑变理论、针对金属间化合物特征建立性能表征方法和评价体系研究上取得突破。
在此基础上，发展和形成高温TiAl合金材料制备和成形加工整套技术科学基础，关键包含：高温TiAl合金不一样使用条件下材料成份和组织优化，高洁净度铸锭制备新熔炼技术基础、铸锭热加工新技术、部件熔模精密铸造特殊技术、冷坩埚定向凝固新技术、高性能粉末冶金板材新技术。同时制备出多种全尺寸样件，为深入向部件性能测试试验发展打下基础。
以铸造叶片为关键，突破从小试样到批量生产瓶颈关键技术基础。
针对铸造、热变形和粉末冶金三类加工技术发展高温TiAl合金材料成份范围为：
Ti-（44-46）Al - （6-9）Nb-（0 -）W, B, Y, Mn （这些元素全部是微量元素，）
对于铸造合金：Nb 含量取低限，添加B（稍高含量）、Y 和Mn等；
对于变形合金：Nb 含量取中间值，添加W、B（较低含量）、Y等；
对于粉末冶金板材：Nb 含量取高限，添加W、Y，Mn等。
高温TiAl合金使用温度达成900 ℃，900 ℃抗氧化性按航标达成抗氧化级，
对于三种经典部件：
铸造叶片样件: 尺寸为长350-400mm、宽50-70mm
900 ℃强度达成450 MPa，室温拉伸塑性1-2%；
锻件: 尺寸为直径400-600mm、厚50-100mm
900 ℃强度达成400 MPa，室温拉伸塑性大于2%；
粉末板材：宽度400-500mm、厚1-2mm；
900 ℃强度达成400 MPa，室温拉伸塑性2-3%。
研究结果将发表高水平学术论文200篇以上，申请国家发明专利20项以上，国家和省部级科技结果奖3项以上；培养优异青年科技人才15人以上，造就一支高水平含有创新和攻坚能力研究队伍，形成优异创新群体；建设本事域高水平基础研究和技术创新基地。
2五年预期目标：
经过系统深入研究，构建高温TiAl金属间化合物材料理论和制备加工理论基础，在精密铸造等形成关键示范技术，实现总体预期目标。具体内容包含：
（1）高温TiAl合金成份-组织-性能设计和优化原理
揭示针对高温下使用和具体制备加工技术、多组元高温TiAl合金相关系和强韧化机制，取得高温TiAl合金设计和优化原理。揭示高温TiAl合金多相有序结构动态回复和动态再结晶规律。
（2）高洁净度、均质大尺寸TiAl合金铸锭熔炼和加工科学基础
建立等离子冷床熔炼高温TiAl合金均质化和纯洁度控制方法，揭示熔炼工艺路线和工艺参数对铸锭夹杂物去除效果及成份组织均匀性影响规律。探索出适合高温TiAl合金型材均质、纯净大尺寸铸锭制备技术；经过高温TiAl合金包套挤压结合等温铸造工艺细化和均匀化组织，经过增加高温β相提升热变形能力，从而研制出组织均匀细小大尺寸挤压棒材、铸造饼材、板材。
（3）高温TiAl合金熔模铸造关键科学技术基础
经过Nb、Al含量控制避免包晶相变以降低偏析和细化组织；揭示高温TiAl合金在多场作用下铸造充型特征、壁厚效应和熔体和型壳反应形成表面硬化层规律，形成细晶铸造并有利于降低糊状区变质处理及流场控制技术，建立以铸造为成形工艺路线高温TiAl合金优化设计基础，掌握铸件冶金质量及表面硬化层控制方法。
（4）高温TiAl合金冷坩埚定向凝固新技术基础
开发出冷坩埚定向凝固高温TiAl合金大尺度坯锭成份优化和冶金行为控制技术，说明合金定向凝固坯锭凝固组织演化规律；建立高温TiAl合金定向凝固坯锭凝固组织及凝固缺点演化模型；揭示定向凝固合金力学性能和定向组织状态相关性，建立高温TiAl合金经典构件定向凝固成形理论基础。
（5）高温TiAl合金板材粉末冶金及轧制新技术基础研究
经过添加β相稳定元素和高Nb合金化制备出含高百分比β相高温TiAl合金粉末，促进其后续轧制热变形能力，确保大变形量大尺寸板材制备；建立粉末冶金合金致密化过程微缺点形成和控制理论，在应力场、温度