(TiB+La2O3)增強(qiáng)耐熱鈦基復(fù)合材料的組織和性能研究.pdf

1、鈦基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比模量和良好的高溫性能，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。研究復(fù)合材料的鑄造性能和組織對(duì)其力學(xué)性能的影響，對(duì)獲得性能優(yōu)異的復(fù)合材料鑄件具有重要意義。本文開展了一系列研究，采用熔鑄法原位合成了TiB和La2O3增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料，研究基體合金和復(fù)合材料的流動(dòng)性，以及熱處理對(duì)基體合金和復(fù)合材料的組織和力學(xué)性能的影響，主要取得以下研究成果：
　　基體合金的鑄造組織為片層組織，晶粒粗大。復(fù)合材料的鑄造組織為網(wǎng)籃狀片層組

2、織，晶粒細(xì)小。增強(qiáng)體在基體中均勻分布，與基體結(jié)合良好。TiB為細(xì)長(zhǎng)晶須狀，La2O3顆粒為球狀，直徑約為100~200nm。
　　復(fù)合材料的凝固結(jié)晶范圍較基體合金窄，金屬液和固相的散熱能力較基體合金弱，金屬液保持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，另一方面，稀土元素La凈化了合金液，這些使復(fù)合材料擁有比基體合金更好的流動(dòng)性?；w合金的停止流動(dòng)機(jī)制為端部堵塞，等軸晶在端部聚集長(zhǎng)大，當(dāng)固相達(dá)到一定比重時(shí)發(fā)生堵塞，金屬液停止流動(dòng)。鈦基復(fù)合材料的流動(dòng)停止機(jī)制為

3、金屬液中部的等軸晶不斷長(zhǎng)大，當(dāng)堵塞區(qū)的孔徑減小到一定值時(shí)，金屬液和等軸晶間的摩擦力使金屬液停止流動(dòng)。
　　基體合金經(jīng)α+β、β和β三段水冷熱處理后均為網(wǎng)籃組織，組織較熱處理前得到明顯細(xì)化。鈦基復(fù)合材料α+β兩相區(qū)熱處理后為片層組織和少量近等軸α組織的混合組織，β熱處理、β三段水冷熱處理和β三段空冷熱處理后復(fù)合材料均為網(wǎng)籃組織。
　　熱處理后基體合金的室溫力學(xué)性能有所提高，基體合金經(jīng)β三段水冷熱處理后具有最好的室溫和高溫力學(xué)性