颗粒增强钛基复合材料制备方法与组织性能研究进展

苗润，刘兵亮，任思雨，王立强，吕维洁，谢乐春

颗粒增强钛基复合材料制备方法与组织性能研究进展

苗润1a,1b，刘兵亮1a,1b，任思雨1a,1b，王立强2，吕维洁2，谢乐春1a,1b

（1. 武汉理工大学 a. 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室；b. 汽车零部件技术湖北省协同创新中心，武汉 430070；2. 上海交通大学 金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240）

颗粒增强体的加入不仅使钛基复合材料（TMCs）具有复杂相组成，还改变了材料在制备与加工过程中的特性。针对颗粒增强TMCs，对其组织结构和制备方法进行简要介绍，总结了组织与性能的影响因素，包含增强体对疲劳性能的影响，疲劳断面表征分析，加工工艺、制备工艺尤其是新兴的激光增材制造对颗粒增强TMCs组织性能的影响。颗粒增强体的强化机制有应力承载作用、固溶强化、细晶强化、弥散强化等。颗粒增强TMCs的疲劳强度高于普通钛合金，断裂机制通常为解理断裂，高温下转变为准解理断裂。制备工艺与加工工艺对颗粒增强TMCs的组织性能影响显著，合理设置激光增材制造工艺参数能够制备力学性能优异、耐磨与抗腐蚀性能良好的颗粒增强TMCs。

钛基复合材料；颗粒增强体；疲劳性能；增材制造

TMCs根据增强体形貌的不同大致可分为纤维增强TMCs和颗粒增强TMCs。纤维增强TMCs以各种长短纤维为增强相，沿长纤维延伸方向的力学性能较好，但具有各向异性的特征；短纤维随机排布，因而总体上呈各向同性，但定向性能不及长纤维。相比之下，颗粒增强TMCs以陶瓷颗粒、金属氧化物以及稀土氧化物等作为增强体，增强体分布均匀，使颗粒增强TMCs具有各向同性、成本相对较低等优点，得到广大研究者的青睐。……