TiBw/TA15复合材料板材组织及力学性能研究
2021-07-27王富鑫付明杰钱健行曾元松韩秀全
航空制造技术 2021年10期
王富鑫,付明杰,钱健行,2,曾元松,韩秀全
(1.中国航空制造技术研究院,北京 100024;2.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150001)
随着飞行器飞行速度的不断提升,飞行器蒙皮、框梁等多种构件服役温度也随之大幅提高,对使用温度在600℃以上的轻质耐高温结构材料的需求愈加迫切。而600℃是目前已应用的长时使用钛合金的最高使用温度,高温合金虽具有较高的使用温度但其密度较大,增重明显。非连续增强(TiB、TiC)钛基复合材料拥有高强度和耐热性能及抗蠕变性能,使用温度与基体相比可提高100~150℃,且具有良好的组织及性能设计和调控性[1-2],是一种理想的轻质耐高温结构材料,有望满足航空航天领域对轻质耐高温结构材料的迫切需求[3]。
在非连续增强钛基复合材料增强相中,TiB具有高弹性模量、高稳定性,且与基体的密度和热膨胀系数相近,TiBw作为增强相的钛基复合材料研究较多[4-5]。目前,TiBw增强钛基复合材料主要采用熔铸法和粉末冶金法制备[4,6-7]。但钛基复合材料熔铸法制备的材料组织比较粗大,粉末冶金法得到的材料致密度有待提高,两种方法制备的材料力学性能不够理想[5,8],均需进行合理的热变形加工处理,主要有锻造、挤压和轧制等工艺[9-15]。Zhang等[16]对铸态TiB/Ti复合材料进行了锻造变形,对其组织分析发现铸态TiB/Ti复合材料中较高长径比的TiBw发生断裂。由于基体和增强相在锻造过程中发生不协调变形,在增强相端部会形成微孔。目前已有较多熔铸法制备的……
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