Nb絲增韌TiAl-Ti5Si3復(fù)合材料鑄造成形及組織和性能研究.pdf

1、本文選擇Nb絲作為增強(qiáng)體,TiAl/Ti5Si3作為基體,利用真空水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉爐熔煉合金,采用熔模精密鑄造、離心澆注工藝制備了Nb絲增韌TiAl/Ti5Si3復(fù)合材料。利用掃描電鏡、X射線能譜儀、維氏硬度計(jì)、沖擊試驗(yàn)機(jī)和萬能材料試驗(yàn)機(jī)等對Nb/TiAl/Ti5Si3復(fù)合材料的顯微組織、界面結(jié)構(gòu)、維氏硬度、沖擊性能和彎曲性能進(jìn)行了研究。
　　結(jié)果表明,復(fù)合材料成形過程中,Nb絲與基體形成了良好的復(fù)合,Nb絲在基體中排列規(guī)整。N

2、b絲與基體之間發(fā)生了交互式擴(kuò)散反應(yīng),形成均勻的界面層。
　　界面反應(yīng)層中靠近Nb絲一側(cè)的厚度為1μm左右,主要由合金凝固和冷卻過程中基體元素Ti和Al向Nb絲中擴(kuò)散形成;靠近基體一側(cè)的界面厚度為10μm左右,主要是Nb元素在成形過程中向基體中擴(kuò)散形成。EDS分析表明,鑄態(tài)復(fù)合材料界面層中合金元素從基體向Nb絲分布逐漸減少;退火熱處理后,界面層中合金元素分布趨于均勻。鑄態(tài)復(fù)合材料界面層的維氏硬度為514.9HV,熱處理后界面層硬度上

3、升到555.1HV。
　　鑄態(tài)基體合金材料的沖擊韌性為3.44J/cm2,加入Nb絲后形成的復(fù)合材料沖擊韌性提高,體積分?jǐn)?shù)12％、15%和20%的復(fù)合材料的沖擊韌性分別為5.04J/cm2、5.64J/cm2和6.69J/cm2。熱處理對復(fù)合材料的性能產(chǎn)生顯著影響。退火熱處理后,基體合金材料和12%、15%、20%復(fù)合材料的沖擊韌性分別為2.72 J/cm2、5.85 J/cm2、6.80 J/cm2和8.22 J/cm2。