增强相含量对原位熔铸TiC/TC4组织与性能影响研究
2021-09-14曲文诚胡郅贤魏尊杰王宏伟
沈阳理工大学学报 2021年3期
关键词:复合材料
曹 磊,曲文诚,胡郅贤,魏尊杰,王宏伟
(1.沈阳理工大学 材料科学与工程学院,沈阳 110159;2.哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院,哈尔滨 150001)
非连续增强钛基复合材料与钛合金相比具有高比强度和比刚度、优良的高温性能和极佳的耐磨耐蚀性能,且其制造工艺简单、成本低,因此在航空、航天及汽车等领域有广泛的应用前景[1-3]。非连续增强金属基复合材料的主要制备方法有粉末冶金法、自蔓延高温合成法、机械合金化法、熔铸法等[4-7],其中熔铸法是在合金熔铸过程中直接加入增强相生成粉(C、B、TiC、B4C粉等),在熔融过程中与钛熔体反应生成增强相。采用熔铸法制备非连续增强钛基复合材料的优点是工艺与普通钛合金铸造差别不大,工艺流程较短、成本较低,适合批量生产,并可以铸造较复杂结构的构件。熔铸法制备的钛基复合材料中的增强相基本为原位合成,可以避免增强颗粒的界面污染问题,也避免了外加颗粒时的润湿和反应问题,自生颗粒与钛基体结合也更好,有利于提高复合材料的性能[8-9]。
在钛基复合材料的非连续增强相中,TiC和TiB具有高弹性模量和高硬度,其热膨胀系数和密度与钛合金相近[10],且这两种增强相均可以原位合成,其与钛基体之间具有良好的界面结合和稳定性,被认为是理想的非连续增强钛基复合材料的增强相。近年来,针对TiC、TiB或两者混杂增强钛基复合材料开展了大量研究[11-14],但采用熔铸法制备的复合材料中存在增强相组织和形态不理想、机械性能尤其是塑性欠佳等问题。……
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