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热处理对多向锻造TiBw/Ti复合材料组织和力学性能的影响

2021-11-08杨栋杰郭冲霄张树志张长江

钛工业进展 2021年4期
关键词:复合材料

杨栋杰,嵇 祥,郭冲霄,冯 弘,张树志,张长江

(1.山西机电职业技术学院 材料工程系, 山西 长治 046011)(2.太原理工大学 材料科学与工程学院, 山西 太原 030024)

钛基复合材料因具有高的比强度、比刚度及良好的耐腐蚀性和蠕变性能而广泛应用于航空航天、船舶制造等领域[1,2]。研究发现,通过原位反应引入TiBw、TiCp等陶瓷颗粒增强相,可进一步提高钛基复合材料的力学性能[3,4]。目前,颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)主要有粉末冶金法、反应烧结法、熔铸法等制备方法,其中,熔铸法因工艺简单、成本低且易于成形复杂形状的工件而成为制备PTMCs的常用方法之一[5]。但通过熔铸法制备的PTMCs存在缩松、孔洞及颗粒增强相分布不均等问题[6],会对复合材料的力学性能造成不利影响,所以通常采用热变形加工来改善其成形性能。多向等温锻造是常用的热加工工艺之一,能够有效提高和优化PTMCs的室温和高温力学性能[7]。

PTMCs的力学性能很大程度取决于其显微组织,固溶时效热处理是优化塑性变形后PTMCs组织和性能的有效手段;α/β相区、β相区热处理及三重热处理是改善PTMCs力学性能最常用的热处理工艺[8-10]。Ma等[11]研究认为,α/β相区、β相区热处理后的等轴α相和片层α相具有相似织构且随着固溶温度升高,锻态TiBw/Ti复合材料织构逐渐增强。Li等[12]通过研究发现,相比于β相区热处理,三重热处理能够在保证锻态(TiBw+La2O3)/Ti复合材料强度的同时提高其塑性。但是,对于不同相区固溶热处理对锻态复合材料α相向β相转变及TiBw对β相转变的影响却少有分析。……

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