原位自生TiB-Ti復(fù)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?jǐn)?shù)的(0.5％、1%、2.5%、5%、7.5%、10%)TiB/Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si-0.3Y復(fù)合材料。通過優(yōu)化體積分?jǐn)?shù),采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)凝殼熔煉爐(ISM)制備了7.5vol.%復(fù)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(fù)合材料板材。分析了不同加工狀態(tài)下復(fù)合材料的相組成、基體及增強(qiáng)體的組織形態(tài)。系統(tǒng)的研究了不同狀態(tài)下復(fù)合

2、材料室溫壓縮、室溫及高溫拉伸性能,討論了復(fù)合材料的斷裂和強(qiáng)化機(jī)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(yīng)制備了不同體積分?jǐn)?shù)的TiB/Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si-0.3Y復(fù)合材料。制得的復(fù)合材料中基體為具有網(wǎng)籃特征的α/β片層組織,TiB增強(qiáng)體呈針狀、短纖維狀或塊狀。室溫壓縮性能表明隨著 TiB增強(qiáng)體含量的增加,壓縮強(qiáng)度逐漸而塑性降低。研究顯示7.5vol.%的復(fù)合材料具有較

3、好的綜合性能。
　　通過感應(yīng)熔煉制備了7.5vol.%TiB/Ti復(fù)合材料鑄錠。復(fù)合材料中TiB增強(qiáng)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(nèi),基體的層片間距變寬,增強(qiáng)體尺寸變大。研究了復(fù)合材料的室溫和高溫拉伸性能,結(jié)果表明增強(qiáng)體的加入,復(fù)合材料室溫強(qiáng)度較傳統(tǒng)高溫鈦合金有所提高,達(dá)到1052.2MPa,而延伸率較低,僅為0.86%。高溫拉伸時復(fù)合材料具有較高的強(qiáng)度和塑性。
　　對7.5vol.%T

4、iB/Ti復(fù)合材料β相區(qū)進(jìn)行了開坯鍛造。研究發(fā)現(xiàn)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(xì)化。研究了鍛造后復(fù)合材料的室溫和高溫拉伸性能。結(jié)果顯示復(fù)合材料的室溫強(qiáng)度較鑄態(tài)提高了約110MPa,延伸率提高到4.12%。鍛態(tài)復(fù)合材料高溫強(qiáng)度較好,600 ℃、650 ℃及700 ℃拉伸強(qiáng)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