原位自生鈦基復合材料(TiB+TiC)-Ti-8Al-1Mo-1V的置氫熱加工性能.pdf

1、鈦基復合材料具有高比強度，高比模量和良好的耐高溫性能，是航空航天飛行器的理想的結構材料。然而，國內(nèi)鈦基復合材料的性能和應用水平與國外有較大的差距，究其原因，主要由于鈦基復合材料加工水平的限制，因此，提高鈦基復合材料加工制造水平是航空航天技術發(fā)展的必然要求。 熱氫處理為全面改善鈦基復合材料的加工特性提供了一條有效的途徑。鈦合金及鈦基復合材料置入適量的氫，可以顯著地改善材料的熱加工性能。因此，研究鈦基復合材料中增強體與臨時合金化元素

2、氫的交互作用規(guī)律及其對復合材料加工、微結構和機械性能的影響，對于促進鈦基復合材料在航空等國防軍工領域的應用具有十分重要的學術意義。 本論文中首先利用原位自生方法制備出具有不同增強體含量的（TiB+TiC)/Ti-8Al-1Mo-1V復合材料。并運用光學顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡分析原位自生鈦基復合材料的物相組成、微觀組織、增強體的形態(tài)與分布。通過靜拉伸考察增強體對基體合金室溫機械性能的影響，并對其室溫失效原因進行了分析；然后

3、對復合材料及其基體合金在750℃下進行高溫充氫，并得到三種不同氫含量的試樣。充氫后，同樣運用光學顯微鏡、X射線衍射儀和掃描電鏡分析充氫試樣的物相組成和微觀組織，通過高溫拉伸考察不同氫含量對復合材料及其基體合金高溫變形行為的影響，并對高溫失效形式進行了分析。獲得如下結論： 1.利用Ti與C、B4C之間的化學反應，經(jīng)普通的自耗電弧熔煉工藝可以制備具有高模量性能的(TiB+TiC)/Ti-8Al-1Mo-1V復合材料。彈性模量與基體

4、合金比較分別提高17.6％和38.4％，最高彈性模量超過160GPa。 2.高溫拉伸實驗表明：復合材料及其基體隨氫濃度的增加，流變應力先減少后增加；基體合金延伸率先增加后減少并在880℃，氫濃度0.2％時出現(xiàn)最大值650％。復合材料延伸率則隨氫含量的增加而增加。 3.復合材料及其基體合金在750℃下充氫后，當氫濃度較低時，材料中發(fā)生α＋β→β的相轉(zhuǎn)變，α相組織減少，β相組織增加。當氫濃度較高時，材料中發(fā)生共析反應β→