(TiBw+TiCp)/Ti复合材料的高温拉伸力学行为与失效机理

张长江，张树志，侯赵平，林 鹏，孔凡涛，陈玉勇



(TiBw+TiCp)/Ti复合材料的高温拉伸力学行为与失效机理

张长江1，张树志1，侯赵平1，林 鹏1，孔凡涛2，陈玉勇2

(1. 太原理工大学先进镁基材料山西省重点实验室，太原030024；2. 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨150001)

采用真空感应熔炼技术制备不同体积分数(TiBw+TiCp)/Ti复合材料，研究该系列复合材料在600~750 ℃高温拉伸力学行为。结果表明：(TiBw+TiCp)含量由0增加到7.5%(体积分数)时，(TiBw+TiCp)/Ti复合材料基体初始晶粒和片层得到显著细化；TiBw及TiCp的原位生成显著提高了基体合金的抗拉强度，并随(TiBw+TiCp)体积分数的增大而增大；随着拉伸温度升高，(TiBw+TiCp)/Ti复合材料抗拉强度降低而塑性增加，TiBw及TiCp对基体的强化作用主要源于细晶强化、载荷传递强化；(TiBw+TiCp)/Ti复合材料在600~700 ℃的断裂机制为TiBw和TiCp的断裂在750 ℃为增强相与基体间界面脱粘。

钛基复合材料；显微组织；高温拉伸性能；失效机理

颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)具有低密度、高比强度、高比刚度及优良的耐热性能，因而在航空航天领域具有广泛应用前景[1−2]。在PTMCs众多的增强相中，采用原位自生技术制备的TiBw和TiCp增强相受到了众多研究者的关注，这主要是由于TiBw与TiCp自身优良特性，同时原位自生方法制备的增强相和基体之间的界面结合良好，且干净无污染[3]。另外，TiBw与TiCp混杂增强较单一增强的钛基复合材料更具性能优势[4]。原位制备钛基复合材料的方法主要有粉末冶金法[4−5]、铸锭冶金法[3, 6]、等离子烧结法[7]、机械合金化法[8]等。其中，原位熔铸法因具有可制备大尺寸复杂零件、近净成形、工艺简单、成本低廉等突出优点而广泛应用于制备PTMCs[2, 9]。……