田亚强, 侯红亮, 任学平

(1.河北联合大学冶金与能源学院,河北唐山 063009;2.北京航空制造工程研究所,北京 100024;3.北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083)

钛及其合金具有低密度、高比强度、耐腐蚀性好以及良好的生物相容性等性能,广泛应用于航空航天、石化、生物工程等领域[1]。钛合金室温塑性低,冷加工非常困难,但热变形温度高,流动应力大,应变速率低,大大限制了钛合金的变形工艺和应用[2];研究表明：钛合金中引入临时合金元素氢,可以使(α+β)/β转变温度降低,增加β相,从而降低热加工流变应力[3,4],可以明显改善钛合金的组织结构和力学及加工性能[5,6]。为有效解决钛合金粉末固结过程中存在的问题[7],国内外学者提出了一种利用氢的可逆合金化作用,将钛合金的粉末成形与氢处理技术相结合的工艺,来降低钛合金粉末成形时的固结温度,缩短成形时间,提高制件的致密度[8,9],达到改善制件力学性能的目的。

作为一种近净成形技术,粉末冶金方法(P/M)是生产钛合金的一种适用可行的方法[7]。影响氢从钛合金中脱除的主要因素是温度和真空度,化学反应TiH2(s)⇔Ti(s)+H2(g)从左往右进行的条件是反应的吉布斯自由能变化 ΔrGm小于零[9],置氢TC4钛合金粉末室温模压成形后的固结过程中,真空状态下烧结必将导致在升温过程中氢气的脱除,这将不利于置氢对钛合金粉末固结增效的结果,因此,本研究将采用置氢钛合金粉末原料→室温模压成形→常压保护气氛下烧结→真空退……