TiC+TiB增強(qiáng)高溫鈦合金基復(fù)合材料的組織和性能研究.pdf

1、本文采用熔鑄法原位自生技術(shù)，制備了以Ti-5.5Al-4Sn-4Zr-0.3Mo-1Nb-0.5Si為基體，TiC+TiB為增強(qiáng)相的鈦基復(fù)合材料以及基體鈦合金。三種鈦基復(fù)合材料增強(qiáng)體含量，分別為9vol％TiC+1vol%TiB、7vol%TiC+3vol%TiB、5vol%TiC+5vol%TiB。并對(duì)幾種材料采取了不同工藝下的熱處理，同時(shí)對(duì)鑄態(tài)和熱處理態(tài)的材料進(jìn)行了組織分析和性能測(cè)試。
　　結(jié)果表明：兩增強(qiáng)相大多沿晶界分布，T

2、iC多為顆粒狀或者等軸狀，TiB為針狀或纖維狀。兩增強(qiáng)相趨向相互依附生長(zhǎng)，二者的同時(shí)加入對(duì)彼此的生長(zhǎng)起到了一定的抑制作用，最終得到的鈦基復(fù)合材料中，增強(qiáng)相的尺寸較為細(xì)小。TiC和TiB的引入對(duì)基體也起到了一定的細(xì)化作用。
　　經(jīng)熱處理后，TiB的形貌幾乎不發(fā)生變化，在高溫下較為穩(wěn)定；TiC的形態(tài)則發(fā)生了明顯改變，同時(shí)這種變化在增強(qiáng)體含量不同的復(fù)合材料中呈現(xiàn)了相似的規(guī)律，即條狀 TiC熔斷?；?，顆粒 TiC逐漸溶解，然而依附在 Ti

3、B周?chē)腡iC顆粒這種變化趨勢(shì)要小的多，在整個(gè)熱處理過(guò)程中TiB對(duì)TiC的溶解起到了一定的抑制作用。
　　鈦基復(fù)合材料在鑄態(tài)時(shí)的抗壓強(qiáng)度相比于基體鈦合金有了明顯提高，提高幅度最大的是增強(qiáng)體含量為5vol%TiC+5vol%TiB的復(fù)合材料，達(dá)到了1699.26MPa，但是塑性也發(fā)生了大幅度的下降。經(jīng)熱處理后，這種現(xiàn)象得到了很好的改善，塑性提高的同時(shí)，鈦基復(fù)合材料的強(qiáng)度相比于鑄態(tài)也有了一定提高。對(duì)壓縮后的斷口進(jìn)行了組織分析，發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)

4、體與基體之間界面結(jié)合良好。
　　熱處理后鈦基復(fù)合材料性能提高主要因?yàn)榻?jīng)熱處理后增強(qiáng)相分布更加均勻彌散，TiC得到了細(xì)化，增強(qiáng)相變得光滑圓潤(rùn)，在其棱角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象得以改善，另外TiC的固溶，也使得復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度和壓縮率同時(shí)提高。最終分析測(cè)試數(shù)據(jù)表明增強(qiáng)體含量為9vol%TiC+1vol%TiB的鈦基復(fù)合材料，經(jīng)1050℃下保溫4h后性能最優(yōu)，其抗壓強(qiáng)度由鑄態(tài)的1602.34MPa提高到了1969.67MPa，壓縮率由