TiC顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料高溫性能研究.pdf

1、高溫鈦合金的高溫強(qiáng)化機(jī)制表明，晶內(nèi)的TiA1短程有序以及第二相質(zhì)點彌散析出是提高材料高溫性能的主要途徑。為了使高溫鈦合金的耐熱溫度進(jìn)一步提高，金屬間化合物和顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料是主要的兩種途徑。經(jīng)過研究，以TiC顆粒作為增強(qiáng)相增強(qiáng)鈦合金的基體可以使鈦合金的耐熱溫度得到較大提高。通過PTMP工藝制備的TiC顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料(TP-650)的使用溫度可以達(dá)到650℃以上，表現(xiàn)出良好的蠕變性能和熱穩(wěn)定性。本文對TP-650復(fù)合材料進(jìn)行了不

2、同條件下的高溫特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在980℃～1050℃之間進(jìn)行熱處理，隨著熱處理溫度的提高使初生儀相在組織中的比例逐漸減少，片狀α片越來越粗，同時β針狀組織逐漸增加，符合兩相鈦合金的組織變化規(guī)律，同時TiC顆粒的加入使材料晶粒細(xì)化和均勻化。變形速度研究表明，該材料在10之～10<'-3>S<'-1>變形速度范圍內(nèi)，流變應(yīng)力對變形速度不敏感，隨著變形速度升高，復(fù)合材料的流變應(yīng)力略有增加，均勻分布在基體中的 TiC顆粒的強(qiáng)化作用降低了

3、流變應(yīng)力對變形速度變化的敏感性。熱力學(xué)穩(wěn)定的 TiC 顆粒的存在使復(fù)合材料中的α相和β相的比例相對下降，原始亞穩(wěn)定β相在熱暴露過程中分解幾率相對下降，同時形成的阻力場，可以部分抑制β相分解中所必需的固溶原子定向遷移，從而使材料保持良好的熱穩(wěn)定性。在熱應(yīng)力作用下，復(fù)合材料的斷裂過程中的裂紋萌生及擴(kuò)展與TiC顆粒密切相關(guān)，空洞主要是在TiC/Ti界面或晶界上形成、長大、合并成晶界裂紋。復(fù)合材料高溫蠕變過程遵循第二相粒子在晶內(nèi)和晶界強(qiáng)化蠕變機(jī)