擠壓態(tài)TiBw-TC4復(fù)合材料熱處理組織與性能研究.pdf

1、本文利用低能球磨混粉結(jié)合真空熱壓燒結(jié)的工藝，以較大尺寸TC4顆粒和TiB2為原料，利用原位反應(yīng)獲得TiB晶須增強體，制備了增強體呈準(zhǔn)連續(xù)網(wǎng)狀分布的TiBw/TC4復(fù)合材料。將燒結(jié)態(tài)復(fù)合材料進(jìn)行熱擠壓變形，獲得擠壓態(tài)TiBw/TC4復(fù)合材料，進(jìn)而對擠壓態(tài)材料進(jìn)行退火和淬火時效熱處理。利用OM、SEM等手段對熱擠壓和熱處理兩種狀態(tài)復(fù)合材料進(jìn)行組織分析，通過室溫和高溫拉伸實驗，測試不同狀態(tài)復(fù)合材料力學(xué)性能。
　　擠壓態(tài)復(fù)合材料的晶須增強

2、體沿擠壓方向表現(xiàn)出明顯的定向分布，由于增強體含量較低，基體之間保持了較好的連通度。擠壓態(tài)復(fù)合材料基體組織為網(wǎng)籃組織，這是在相變點以上發(fā)生大量的熱變形造成的。兩相區(qū)保溫爐冷后基體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榫чg組織，即β相圍繞在α相的組織；兩相區(qū)保溫空冷后獲得粗化的片層組織，保溫溫度的提高使材料的組織更加細(xì)碎；適當(dāng)延長保溫時間可以使材料的組織更加均勻。兩相區(qū)上部保溫淬火，大量β相快速冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體α’，馬氏體與α相的襯度較低；時效處理使馬氏體分解，獲得彌

3、散分布的(α+β)時效組織。
　　擠壓態(tài)復(fù)合材料的強度和塑性相比于燒結(jié)態(tài)都有明顯提升，增強體含量2vol.％的擠壓態(tài) TiBw/TC4復(fù)合材料屈服強度可達(dá)1048MPa，抗拉強度達(dá)到1260MPa，延伸率也提升至15.74%。爐冷退火后，材料的強度和塑性都下降；空冷退火可以起到降低強度的作用，2vol.%TiBw/TC4復(fù)合材料經(jīng)900℃保溫1.5小時后空冷，在塑性不下降的條件下強度降低了200MPa，在其他組份材料中這樣的退火工

4、藝也行之有效。復(fù)合材料的退火處理需要合理延長保溫時間才能獲得需要的組織和性能。
　　淬火時效使材料強度明顯提升，并保留了較高的塑性。2vol.%擠壓態(tài)復(fù)合材料時效后的屈服強度達(dá)到了1235MPa，抗拉強度1371MPa，并具有延伸率11%的良好塑性。增強體含量極低的復(fù)合材料強化效果更加明顯。
　　復(fù)合材料的熱處理工藝與鈦合金有所區(qū)別，本文優(yōu)化了擠壓態(tài)鈦基復(fù)合材料退火和淬火時效的工藝，為擠壓態(tài) TiBw/TC4復(fù)合材料的加工成