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

1、鈦基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)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(jié)構(gòu)材料。然而，國(guó)內(nèi)鈦基復(fù)合材料的性能和應(yīng)用水平與國(guó)外有較大的差距，究其原因，主要由于鈦基復(fù)合材料加工水平的限制，因此，提高鈦基復(fù)合材料加工制造水平是航空航天技術(shù)發(fā)展的必然要求。 熱氫處理為全面改善鈦基復(fù)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(fù)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(fù)合材料中增強(qiáng)體與臨時(shí)合金化元素

2、氫的交互作用規(guī)律及其對(duì)復(fù)合材料加工、微結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響，對(duì)于促進(jìn)鈦基復(fù)合材料在航空等國(guó)防軍工領(lǐng)域的應(yīng)用具有十分重要的學(xué)術(shù)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(qiáng)體含量的（TiB+TiC)/Ti-8Al-1Mo-1V復(fù)合材料。并運(yùn)用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡分析原位自生鈦基復(fù)合材料的物相組成、微觀組織、增強(qiáng)體的形態(tài)與分布。通過靜拉伸考察增強(qiáng)體對(duì)基體合金室溫機(jī)械性能的影響，并對(duì)其室溫失效原因進(jìn)行了分析；然后

3、對(duì)復(fù)合材料及其基體合金在750℃下進(jìn)行高溫充氫，并得到三種不同氫含量的試樣。充氫后，同樣運(yùn)用光學(xué)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(duì)復(fù)合材料及其基體合金高溫變形行為的影響，并對(duì)高溫失效形式進(jìn)行了分析。獲得如下結(jié)論： 1.利用Ti與C、B4C之間的化學(xué)反應(yīng)，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(fù)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(shí)驗(yàn)表明：復(fù)合材料及其基體隨氫濃度的增加，流變應(yīng)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(shí)出現(xiàn)最大值650％。復(fù)合材料延伸率則隨氫含量的增加而增加。 3.復(fù)合材料及其基體合金在750℃下充氫后，當(dāng)氫濃度較低時(shí)，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(dāng)氫濃度較高時(shí)，材料中發(fā)生共析反應(yīng)β→