原位自生TiB-Ti復合材料的熱加工及組織性能研究.pdf

1、本文采用原位熔鑄法制備了不同體積分數的(0.5％、1%、2.5%、5%、7.5%、10%)TiB/Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si-0.3Y復合材料。通過優(yōu)化體積分數,采用水冷銅坩堝真空感應凝殼熔煉爐(ISM)制備了7.5vol.%復合材料鑄錠,并通過高溫變形(鍛造、軋制)改善其組織性能,最終獲得了性能優(yōu)異的鈦基復合材料板材。分析了不同加工狀態(tài)下復合材料的相組成、基體及增強體的組織形態(tài)。系統的研究了不同狀態(tài)下復合

2、材料室溫壓縮、室溫及高溫拉伸性能,討論了復合材料的斷裂和強化機制。
　　采用非自耗電極電弧熔煉爐,通過 TiB2與Ti之間的原位反應制備了不同體積分數的TiB/Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si-0.3Y復合材料。制得的復合材料中基體為具有網籃特征的α/β片層組織,TiB增強體呈針狀、短纖維狀或塊狀。室溫壓縮性能表明隨著 TiB增強體含量的增加,壓縮強度逐漸而塑性降低。研究顯示7.5vol.%的復合材料具有較

3、好的綜合性能。
　　通過感應熔煉制備了7.5vol.%TiB/Ti復合材料鑄錠。復合材料中TiB增強體較為均勻的分布在基體上，基體為片狀組織,TiB呈纖維狀。鑄錠由外向內,基體的層片間距變寬,增強體尺寸變大。研究了復合材料的室溫和高溫拉伸性能,結果表明增強體的加入,復合材料室溫強度較傳統高溫鈦合金有所提高,達到1052.2MPa,而延伸率較低,僅為0.86%。高溫拉伸時復合材料具有較高的強度和塑性。
　　對7.5vol.%T

4、iB/Ti復合材料β相區(qū)進行了開坯鍛造。研究發(fā)現在垂直于鍛造方向上，TiB呈定向排列,而基體組織得到了明顯細化。研究了鍛造后復合材料的室溫和高溫拉伸性能。結果顯示復合材料的室溫強度較鑄態(tài)提高了約110MPa,延伸率提高到4.12%。鍛態(tài)復合材料高溫強度較好,600 ℃、650 ℃及700 ℃拉伸強度分別為698.2MPa、627.5MPa和503.9MPa,延伸率分別為8.92%、9.28%和14.6%。
　　對7.5vol.%T