鈦基復合材料棒材包套熱擠壓制備及組織性能研究.pdf

1、TiB陶瓷增強鈦基復合材料因其優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性及高的比強度等優(yōu)點，在航空航天及軍工領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。目前主要通過真空熱壓燒結(jié)、熱等靜壓等工藝實現(xiàn)，但因其工藝復雜、設備昂貴、效率低下，極大地限制了其規(guī)?；瘧?。本文基于前期研究，提出了“高溫短時預燒結(jié)+包套熱擠壓”工藝，實現(xiàn)了對TiBw/Ti-6Al-4V復合材料棒材制備工藝的進一步優(yōu)化，成功獲得組織致密、塑性良好復合材料棒材，并深入研究了擠壓溫度對其組織性能影響，同時探索了B

2、元素對于Ti-6Al-4V基體組織的影響。
　　采用“高溫短時預燒結(jié)+包套熱擠壓”工藝，成功制備出了Φ12×220mm的TiBw/Ti-6Al-4V復合材料棒材。1200℃短時預燒結(jié)可加速原位反應進行、明顯提升材料致密度，使鈦基復合材料棒材的生產(chǎn)效率大幅提升。工藝改進后材料的室溫塑性提升明顯，當擠壓溫度為950℃和1150℃時，復合材料的伸長率分別為5.08％和7.83%，達到了伸長率5%的預期目標。
　　深入研究擠壓溫度9

3、50℃~1150℃對TiBw/Ti-6Al-4V復合材料棒材組織性能影響。隨溫度升高，復合材料內(nèi) TiB晶須數(shù)量逐漸下降，長徑比明顯提升；基體伸長型α相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)棣良途Ы绂料啵⑶一w中β相的數(shù)量也有所增加。當擠壓溫度為950℃時，基體中表現(xiàn)出了較強烈的<101?0>織構(gòu)，此時材料的室溫抗拉強度達到1171.8MPa。當擠壓溫度為1050℃時，基體α相表現(xiàn)出了強烈的<0001>和<101?0>織構(gòu)，此時的抗拉強度為1191.2MPa

4、。當擠壓溫度為1150℃時，基體中α相表現(xiàn)出了<0001>和<101?1>織構(gòu)，這時材料的抗拉強度達到1156.3MPa。三種材料的延伸率分別為5.08%、2.32%、7.83%。
　　對比分析 Ti-6Al-4V合金發(fā)現(xiàn)：B元素使得基體中α相明顯細化，并且在TiB晶須附近基體的α片層球化現(xiàn)象更加明顯。當擠壓溫度為950℃時，材料塑性變形處于(α+β)雙相區(qū)，B元素的存在顯著提升了TiBw/Ti-6Al-4V復合材料基體的β轉(zhuǎn)變溫